UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO TECNOLÓGICO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
PROJETO DE GRADUAÇÃO
BALANÇO HÍDRICO E INDICADORES
INDICADORES DE CONSUMO
DE ÁGUA POTÁVEL E NÃO POTÁVEL
EM UMA EDIFICAÇÃO DOTADA
DOTADA DE SISTEMA DE
REUSO DE ÁGUAS CINZA
JANA LODI MARTINS
MARINA SANTOS MEMELLI
VITÓRIA
2011
JANA LODI MARTINS
MARINA SANTOS MEMELLI
BALANÇO HÍDRICO E INDICADORES DE CONSUMO
DE ÁGUA POTÁVEL E NÃO POTÁVEL
EM UMA EDIFICAÇÃO DOTADA DE SISTEMA DE
REUSO DE ÁGUAS CINZA
Projeto de Graduação apresentado ao
Departamento de Engenharia Ambiental
da Universidade Federal do Espírito
Santo,
como
obtenção
do
requisito
título
de
parcial
para
Engenheiro
Ambiental.
Orientador: Ricardo Franci Gonçalves.
VITÓRIA
2011
JANA LODI MARTINS
MARINA SANTOS MEMELLI
BALANÇO HÍDRICO E INDICADORES DE CONSUMO DE ÁGUA POTÁVEL E
NÃO POTÁVEL EM UMA EDIFICAÇÃO DOTADA DE SISTEMA DE REUSO DE
ÁGUAS CINZA
Projeto de Graduação apresentado ao Departamento de Engenharia Ambiental da
Universidade Federal do Espírito Santo, como requisito parcial para obtenção do título de
Engenheiro Ambiental.
Aprovado em 05 de julho de 2011.
COMISSÃO EXAMINADORA
_________________________________
Prof. Dr. Ricardo Franci Gonçalves
Orientador - UFES
_________________________________
Prof. Msc. Jair Casagrande
Examinador Interno – UFES
_________________________________
Profa. Msc. Glyvani Rubim Soares
Examinador Externo
AGRADECIMENTOS
Primeiramente, a Deus.
À nossa família e amigos por todo apoio e compreensão.
Ao professor orientador Ricardo Franci, pelo incentivo e orientação.
RESUMO
O presente estudo visa verificar o impacto do sistema de reuso de águas cinza implantado
em um edifício residencial, na conservação de água potável e nas vazões de águas
residuárias. A caracterização realizou-se a partir de monitoramento de medidores de água
e esgoto instalados na edificação, por meio de leituras diárias realizadas sempre às 8h e
perfis de 24h. O monitoramento foi realizado pelo Núcleo de Bioengenharia Aplicada ao
Saneamento da Universidade Federal do Espírito Santo, de julho de 2010 a maio de 2011.
Posteriormente, foram calculados indicadores per capita e geradas séries históricas do
consumo de água e produção de esgoto ao longo do período de monitoramento, além de
perfis de distribuição do consumo e produção. A edificação estudada é do tipo residencial
multifamiliar de classe alta e com elevado consumo per capita. Constatou-se que o fator
cultural, quanto ao uso da água, é uma variável significativa para a determinação do perfil
de consumo, uma vez que apartamentos na mesma edificação apresentam consumos de
água muito distintos (variações de até 270% no consumo de água). Verificou-se que uma
economia de água potável de 11% pode ser obtida com a utilização do reuso de águas
cinza-claras para descarga de bacias sanitárias neste edifício. Com 30 dias de
monitoramento, verificou-se que a prática do reuso acarretou uma redução de 10,4% de
esgoto doméstico lançado na rede. Dessa forma, concluiu-se que o sistema de reuso de
águas cinza apresenta-se como uma alternativa viável para promover o uso sustentável da
água, mas poderia ser melhor aproveitado se o excedente de águas cinza fosse utilizado
para outros fins, como rega de jardins, lavagem de áreas pavimentadas e automóveis e
reserva técnica de incêndio, contribuindo para a melhoria da qualidade do meio ambiente
e gerando, ainda, benefícios econômicos aos usuários.
Palavras-chave: Conservação de Água, Consumo de Água, Perfil de Consumo de Água,
Reuso.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Síntese da Avaliação oferta/demanda de água para 2015. ................................. 18
Figura 2: Exemplos de equipamentos economizadores. A: Torneira acionada por sensor
de presença; B; Torneira com fechamento automático; C: Redutores de Vazão; D: Vaso
sanitário com caixa acoplada ............................................................................................. 26
Figura 3: Separação dos elementos do saneamento ecológico e exemplos de possíveis
tratamentos e utilizações. ................................................................................................... 31
Figura 4: Fluxograma de desenvolvimento da pesquisa.................................................... 33
Figura 5: Edifício monitorado.
Figura 7: Vista geral da ETAC, no subsolo.
Figura 6: Área de lazer do edifício. .... 34
Figura 8: Vista geral das cisternas e da
ETAC. ................................................................................................................................ 35
Figura 9: Planta humanizada sem escala de pavimentos. .................................................. 36
Figura 10: Esquema do sistema de coleta e distribuição no edifício. ................................ 38
Figura 11: Caixa de distribuição de águas cinza. .............................................................. 39
Figura 12: Tulipas da caixa de entrada. ............................................................................. 39
Figura 13: Fluxograma de funcionamento da ETAC. ....................................................... 40
Figura 14: Hidrômetros individuais instalados em cada pavimento.................................. 41
Figura 15: Esquema de distribuição dos hidrômetros que compõem o sistema de
monitoramento. .................................................................................................................. 43
Figura 16: Calha Parshall e sensor de nível ultrassônico.
Figura 17: Conversor.48
Figura 18: Esquema de distribuição dos medidores que compõem o sistema de
monitoramento das águas residuárias. ............................................................................... 50
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Resultados da etapa de avaliação oferta/demanda para 2015. ........................... 19
Tabela 2: Indicadores de consumo per capita de água encontrados na literatura. ............ 23
Tabela 3: Pontos de consumo de água potável e não potável. ........................................... 37
Tabela 4: Total de equipamentos que utilizam água potável ou não potável. ................... 38
Tabela 5: Hidrômetros que compõem o sistema de monitoramento do consumo de água
do edifício. ......................................................................................................................... 41
Tabela 6: Detalhamento dos consumos de água monitorados no edifício. ........................ 44
Tabela 7: Equipamentos que compõem o sistema de monitoramento de vazões de esgoto.
........................................................................................................................................... 49
Tabela 8: Detalhamento das produções de efluentes monitoradas. ................................... 51
Tabela 9: Análise estatística do consumo de água. ........................................................... 60
Tabela 10: Coeficiente de vazão máxima diária. ............................................................... 60
Tabela 11: Consumo de água das bacias sanitárias ........................................................... 63
Tabela 12: Indicadores de consumo per capita de AFP, AQP, AP, AR e AT em
comparação com a literatura. ............................................................................................. 67
Tabela 13: Indicadores de consumo per capita de AP, AR e AT por dormitório em
comparação com a literatura. ............................................................................................. 71
Tabela 14: Indicadores de consumo por área de AP, AR e AT em comparação com a
literatura. ............................................................................................................................ 72
Tabela 15: Análise estatística da produção de águas residuárias. ..................................... 75
Tabela 16: Coeficiente de vazão máxima diária. ............................................................... 75
Tabela 17: Indicadores de produção per capita de AC
Total em
claras,
AC
escuras,
AN, ED
Rede
e ED
comparação com a literatura.................................................................................. 79
Tabela 18: Impacto de redução de esgoto doméstico lançado na rede coletora. ............... 81
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1: Distribuição da água doce superficial no mundo. ............................................ 17
Gráfico 2: Distribuição da água doce superficial no continente americano. ..................... 17
Gráfico 3: Distribuição do consumo de água nas residências brasileiras. ......................... 21
Gráfico 4: Série histórica do consumo de água e da população na edificação. ................. 58
Gráfico 5: Série histórica da população do edifício, com a identificação de moradores e
funcionários. ...................................................................................................................... 59
Gráfico 6: Setorização do consumo de água. .................................................................... 61
Gráfico 7: Série histórica de consumo de AT do condomínio e dos apartamentos. .......... 62
Gráfico 8: Distribuição do consumo de AP e AR. ............................................................ 62
Gráfico 9: Distribuição do consumo de água nos apartamentos ....................................... 63
Gráfico 10: Variação do consumo mensal de água e população nos apartamentos. ......... 64
Gráfico 11: Variação do consumo de água no edifício ao longo dos meses monitorados.65
Gráfico 12: Perfil de consumo de água em 24 horas. ........................................................ 66
Gráfico 13: Variação do consumo de AFP, AQP e AR nos apartamentos ao longo da
semana. .............................................................................................................................. 67
Gráfico 14: Índices de consumo per capita de AT, AFP, AQP e AR durante o período
monitorado. ........................................................................................................................ 69
Gráfico 15: Comparativo dos consumos diários per capita médios dos apartamentos
ocupados. ........................................................................................................................... 70
Gráfico 16: Consumo médio de AFP e AQP dos apartamentos. ....................................... 71
Gráfico 17: Série histórica de águas residuárias. ............................................................... 74
Gráfico 18: Variação da produção de esgoto doméstico. .................................................. 76
Gráfico 19: Consumo de AR e produção de AC clara. ........................................................ 77
Gráfico 20: Composição do ED Total produzido. ............................................................. 77
Gráfico 21: Composição do ED Rede. ................................................................................. 78
Gráfico 22: Perfil de produção de esgoto doméstico em 24 horas. ................................... 79
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 13
2
OBJETIVOS .............................................................................................................. 15
3
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 16
3.1
ESCASSEZ DE ÁGUA ...................................................................................... 16
3.2
CONSUMO DE ÁGUA RESIDENCIAL .......................................................... 20
3.2.1
Distribuição de Consumo Residencial ......................................................... 20
3.2.2
Perfil de Consumo Residencial ................................................................... 21
3.2.3
Indicadores de Consumo Residencial .......................................................... 23
3.3
4
CONSERVAÇÃO DE ÁGUA POTÁVEL EM EDIFICAÇÕES ...................... 24
3.3.1
Aparelhos Economizadores ......................................................................... 25
3.3.2
Medição Individualizada ............................................................................. 26
3.3.3
Fontes Alternativas de Água........................................................................ 27
3.3.4
Reuso de Água ............................................................................................. 30
MATERIAIS E MÉTODOS...................................................................................... 32
4.1
CONTEXTUALIZAÇÃO DA PESQUISA........................................................ 32
4.2
CARACTERÍSTICAS DO EDIFÍCIO MONITORADO ................................... 34
4.2.1
Características Gerais .................................................................................. 34
4.2.2
Sistema Hidrossanitário ............................................................................... 36
4.2.3
Estação de Tratamento de Águas Cinza ...................................................... 39
4.3
4.3.1
Monitoramento do Consumo de Água ........................................................ 41
4.3.2
Caracterização do Consumo de Água.......................................................... 43
4.3.3
Cálculo dos Indicadores............................................................................... 45
4.3.4
Avaliação do Impacto de Redução do Consumo de Água .......................... 46
4.4
5
CONSUMO DE ÁGUA...................................................................................... 41
PRODUÇÃO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS ...................................................... 47
4.4.1
Monitoramento das Vazões de Águas Residuárias...................................... 47
4.4.2
Caracterização das Vazões de Águas Residuárias ....................................... 51
4.4.3
Cálculo dos Indicadores............................................................................... 54
4.4.4
Avaliação do Impacto do Reuso na Produção de Esgoto ............................ 55
4.5
DETECÇÃO DE VAZAMENTOS .................................................................... 56
4.6
TRATAMENTO DE DADOS ............................................................................ 56
RESULTADOS E DISCUSSÃO .............................................................................. 57
5.1
CONSUMO DE ÁGUA...................................................................................... 57
5.2
PRODUÇÃO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS ...................................................... 73
6
CONCLUSÕES ......................................................................................................... 82
7
RECOMENDAÇÕES................................................................................................ 84
8
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 85
P á g i n a | 13
1
INTRODUÇÃO
O pensamento de que a água é um recurso abundante, inesgotável e sem valor econômico
perdurou por muitos anos, mas agora a realidade impõe que esses paradigmas sejam
modificados. O crescimento populacional e o desenvolvimento industrial combinados
com o uso irracional da água têm aumentado consideravelmente a demanda por água e a
produção de águas residuárias no mundo.
A crescente escassez dos recursos hídricos frente aos seus múltiplos usos acarreta a
necessidade de redução do consumo de água e seu melhor aproveitamento. Políticas
públicas e programas nacionais e internacionais vêm exigindo, cada vez mais, atitudes
concretas de cada país nesse sentido. No meio urbano, o volume de água consumido está
fortemente associado à demanda de água tratada nos domicílios, inclusive para fins
menos nobres. Os maiores responsáveis pelo desperdício de água são os hábitos de
consumo e costumes da população, os equipamentos inadequados e as perdas nos
sistemas de abastecimento (GONÇALVES, 2006).
Nesse contexto, os programas de conservação constituem-se em importantes ferramentas,
compreendendo ações que resultam em economia nos domicílios, nas redes do sistema de
abastecimento e nos mananciais, atingindo assim os níveis micro, meso e macro
respectivamente (OLIVEIRA, 1999).
A preservação da quantidade e da qualidade da água nas cidades passa pela revisão do
uso da água nas residências, visando à redução do consumo de água potável e da
produção de águas residuárias. É importante ressaltar que, para se alcançar soluções
ecológicas eficientes para o saneamento, é necessário que haja mudanças no modo como
as pessoas pensam e agem com relação ao próprio consumo e aos resíduos por elas
gerados.
Uma redução significativa no consumo de água pode ser atingida através de técnicas
racionalizadoras, como o uso de dispositivos economizadores nos aparelhos e a medição
individualizada, ou através da utilização de fontes alternativas de suprimento. O reuso e o
aproveitamento de águas pluviais podem ser utilizados para fins não potáveis, tais como
descargas de bacias sanitárias ou mesmo rega, limpeza e lavagem de calçadas e ruas.
P á g i n a | 14
Dessa forma, a análise do impacto do sistema de reuso na conservação de água potável e
nas vazões de águas residuárias é primordial para aprimorar as ações de controle de
demanda e também de racionalização do uso da água no cenário urbano.
P á g i n a | 15
2
OBJETIVOS
O presente Projeto de Graduação tem como objetivo geral analisar os dados do uso da
água em uma edificação multifamiliar dotada de um sistema de reuso de água cinza e
verificar o impacto deste sistema na conservação de água potável e nas vazões de águas
residuárias. Os objetivos específicos deste trabalho são:
•
Realizar monitoramento e a caracterização quantitativa do consumo de
água de um edifício residencial dotado de sistema de reuso de águas cinza,
e avaliar o impacto do reuso na conservação de água potável;
•
Realizar monitoramento e a caracterização quantitativa das vazões de
águas residuárias de um edifício residencial dotado de sistema de reuso de
águas cinza, e avaliar o impacto do reuso nas vazões de esgoto;
•
Tratar estatisticamente os dados de consumo de água (potável e de reuso)
e de geração de águas residuárias coletados no Núcleo Água e calcular os
indicadores de consumo de agua potável e de agua de reuso, bem como os
de produção de águas cinza e de esgoto sanitário;
•
Comparar os perfis de consumo de água potável e de água não potável dos
moradores das edificações monitoradas.
P á g i n a | 16
3
3.1
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
ESCASSEZ DE ÁGUA
Por estar sempre sendo renovada através do ciclo hidrológico, a quantidade de água
disponível no planeta é sempre a mesma. Entretanto a água de qualidade para consumo
humano está se tornando cada vez mais rara.
O crescimento populacional acompanhado pelas mudanças climáticas globais vem
contribuindo intensamente para o aumento na demanda pelos recursos hídricos. Embora a
água seja um recurso renovável, ela tende a se deteriorar em função do seu uso
indiscriminado, o que compromete a quantidade de água com qualidade disponível para
consumo em diversas localidades. (FIORI, 2005)
O Brasil tem posição privilegiada no mundo, em relação à disponibilidade de recursos
hídricos. Segundo levantamento de dezembro de 2007 pela ANA, a vazão média anual
dos rios em território brasileiro é de cerca de 180 mil metros cúbicos por segundo (m3/s);
para efeito de comparação, tal volume de água é equivalente ao conteúdo somado de 72
piscinas olímpicas fluindo a cada segundo. Este valor corresponde a aproximadamente
12% da disponibilidade mundial de recursos hídricos, que é de 1,5 milhões de m3/s. O
Gráfico 1 apresenta a distribuição de água doce superficial no mundo.
P á g i n a | 17
Gráfico 1: Distribuição da água doce superficial no mundo.
Fonte: Adaptado de UNESCO.
Levando em consideração a distribuição de água doce superficial no continente
americano, a representatividade do Brasil atinge uma porcentagem muito maior, de 28%,
como pode ser observado no Gráfico 2.
Gráfico 2: Distribuição da água doce superficial no continente americano.
Fonte: Adaptado de UNESCO.
Apesar de possuir, em valores globais, uma grande oferta de recursos hídricos
superficiais, em uma avaliação da oferta e da demanda nacionais pela ANA (2010),
P á g i n a | 18
buscando verificar as condições de cada manancial e o sistema produtor para atender às
demandas hídricas da população urbana para o ano de 2015, os resultados globais
indicaram que, dos 5.565 municípios brasileiros, 55% deles poderão ter abastecimento
deficitário até esse ano, decorrente de problemas com a oferta de água do manancial, em
quantidade e/ou qualidade, ou com a capacidade dos sistemas produtores, ou, ainda, por
ambas as razões. Além destes munícipios, 9% já requerem novo manancial.
A Figura 1 apresenta a uma síntese da relação oferta/demanda em um cenário para 2015.
Figura 1: Síntese da Avaliação oferta/demanda de água para 2015.
Fonte: Adaptado de ANA, 2010.
Os resultados desse cenário para cada região geográfica do país apresentam acentuada
diferença entre suas regiões, como pode ser observado na Tabela 1. Em território
P á g i n a | 19
nacional, por exemplo, 1068 sedes urbanas no Nordeste necessitam ampliação do sistema
de abastecimento de água, enquanto este número é de apenas 168 na região Centro Oeste.
Tabela 1: Resultados da etapa de avaliação oferta/demanda para 2015.
Fonte: ANA, 2010.
Os avanços acelerados nos processos de industrialização e urbanização das sociedades
têm repercussões sem precedentes sobre a quantidade e a qualidade de água. Segundo a
Organização Pan-Americana de Saúde (1998), os principais problemas referentes ao setor
de abastecimento de água nas Américas são:
•
instalações de abastecimento público ou individual em mau estado, com
deficiências nos projetos ou sem a adequada manutenção;
•
deficiência nos sistemas de desinfecção de água destinada ao consumo humano;
•
contaminação crescente das águas superficiais e subterrâneas decorrente da
deficiente infraestrutura de sistema de esgotamento sanitário, ausência de sistema
de depuração de águas residuárias, urbanas e industriais e inadequado tratamento
dos resíduos sólidos.
P á g i n a | 20
3.2
CONSUMO DE ÁGUA RESIDENCIAL
O ser humano necessita de certa quantidade de água potável para sua sobrevivência. De
acordo com a ONU, essa quantidade é de aproximadamente 21 litros por pessoa por dia.
O acesso à água torna-se cada vez mais difícil, especialmente pelo fato do homem
contaminar, em suas diversas formas, a pequena parcela de água que se tem disponível. O
consumo varia de local para local. Segundo Rocha (1999), nas capitais brasileiras, o
consumo médio é da ordem de 300 a 450 litros por dia, usando-se a água para todos os
serviços.
De acordo com Gonçalves (2009), o consumo de água residencial pode constituir mais da
metade do consumo total de água nas áreas urbanas. Na região metropolitana de São
Paulo, o consumo de água residencial corresponde a 84,4% do consumo total urbano,
incluindo também o consumo em pequenas indústrias. Na cidade de Vitória, a
porcentagem desse consumo é bem similar, correspondendo a aproximadamente 85%
desse total (RODRIGUES, 2005).
3.2.1
Distribuição de Consumo Residencial
O consumo de água residencial inclui tanto o uso interno quanto o uso externo a
residências. Os usos de água internos distribuem-se em atividade de limpeza e higiene,
enquanto que os usos externos ocorrem principalmente devido à irrigação, lavagem de
veículos, piscinas e jardim, entre outros.
Estudos realizados no Brasil e no exterior mostram que dentro de uma residência o maior
consumo de água concentra-se na descarga dos vasos sanitários, na lavagem de roupas e
nos banhos. Em média, 40% do total de água consumida em uma residência são
destinados aos usos não potáveis. (GONÇALVES, 2009)
A título de ilustração, o Gráfico 3 apresenta a distribuição do consumo de água em
algumas residências brasileiras:
P á g i n a | 21
Gráfico 3: Distribuição do consumo de água nas residências brasileiras.
Fonte: Adaptado de HAFNER, 2007.
A água destinada ao consumo humano pode ter dois fins distintos:
•
potáveis – higiene pessoal, ingestão e preparação de alimentos (usos de água com
rigoroso padrão de potabilidade, conforme estabelecido na legislação aplicável);
•
não potáveis – lavagem de roupas, carros, irrigação de jardins, descarga de vasos
sanitários, piscinas, calçadas, entre outros. (GONÇALVES, 2009)
Segundo Oliveira (2007) a bacia sanitária é apontada em geral como uma das maiores
responsáveis pelo consumo de água em edifícios residenciais, com uma participação
superior a 20%.
3.2.2
Perfil de Consumo Residencial
De acordo com o Gonçalves (2009), perfil de consumo residencial de água é o consumo
total de água desagregado segundo os diferentes pontos de utilização em uma edificação.
O perfil de consumo, em sua forma mais completa, compreende o conhecimento da
quantidade e da qualidade das águas consumidas nos usos prediais individualizados, por
isso a sua crucial importância na aplicação de ações de conservação da água em
residências.
Os diferentes usos têm sido denominados também usos finais (DEOREO, 2000) para
enfatizar que se trata da utilização no ponto de uso interno à edificação como, por
P á g i n a | 22
exemplo, água utilizada para descarga sanitária, água usada para lavagem de roupas em
tanques e água para preparação de alimentos.
Um dos trabalhos precursores sobre o perfil do consumo e os usos finais da água em
residências foi realizado nas cidades inglesas de Malvern e Mansfield, cujos resultados
apresentaram o consumo doméstico de água em seus usos característicos. (BARRETO,
2008)
Os exemplos estabelecidos (THACKRAY et al. 1978; DEOREO, 2006) mostram que os
perfis de consumo de água são bastante dependentes de fatores culturais. Estes se
refletem na forma de construir o edifício e os sistemas de abastecimento, e no
comportamento pessoal, ditado por hábitos, tradições e religião, entre outras
características. Os seguintes fatores devem ser levados em conta na realização de estudos
que visem à determinação do perfil do consumo residencial:
•
número de habitantes da residência e tempo de permanência durante os dias da
semana;
•
área construída e número de aparelhos sanitários disponíveis; •
características técnicas do serviço público e predial de abastecimento
•
clima da região;
•
características culturais da comunidade;
•
perdas e desperdícios nos usos e nas instalações prediais;
•
renda familiar;
•
valor da tarifa de água.
É importante ressaltar que não se deve transpor ou extrapolar sem bases bastante
criteriosas as informações relativas aos perfis de consumo de outras regiões e países. O
conhecimento do perfil do consumo tem importância central, pois descreve o quadro
abrangente sobre o qual poderá ser elaborado um programa de gerenciamento da água e
energia do edifício, permitindo o estabelecimento de ações racionalizadas visando à
máxima conservação, segundo uma visão sistêmica. (GONÇALVES, 2009)
P á g i n a | 23
3.2.3
Indicadores de Consumo Residencial
Segundo o Manual de Indicadores Ambientais do Sistema FIRJAN (2008), indicadores
de desempenho ambiental são parâmetros que fornecem informações ambientais relativas
a uma atividade ou cenário, possibilitando a realização de análises, conclusões e tomadas
de decisão estratégicas. Estes indicadores permitem avaliar, comparativamente, o
desempenho ambiental de uma organização com os diferentes aspectos ambientais, como
o consumo de água, de energia elétrica e a geração de resíduos.
O indicador mais comum concernente ao uso da água em áreas urbanas é o consumo
diário per capita, em geral expresso em litros por habitante por dia (L/pes.dia). Este
indicador é essencial em projetos de sistemas de abastecimento de água.
Na Tabela 2, são apresentados os indicadores de consumo de água per capita encontrados
por diversos autores.
Tabela 2: Indicadores de consumo per capita de água encontrados na literatura.
P á g i n a | 24
3.3
CONSERVAÇÃO DE ÁGUA POTÁVEL EM EDIFICAÇÕES
A preocupação com a redução do consumo de água nas regiões metropolitanas e o
consequente aumento dos custos de produção e distribuição de água para o abastecimento
das grandes cidades têm mobilizado os governos brasileiros, tanto no âmbito federal
como no estadual e municipal, e a sociedade organizada na busca de soluções alternativas
que minimizem a aplicação de procedimentos indesejáveis de racionamento e que
propiciem o fornecimento urbano de água conforme os princípios de desenvolvimento
sustentável. (GONÇALVES, 2007)
Objetivando o restabelecimento do equilíbrio entre oferta e demanda de água e visando
garantir a sustentabilidade do desenvolvimento econômico-social, é necessário que
métodos e sistemas alternativos modernos sejam convenientemente desenvolvidos e
aplicados em função de características de sistemas e centros de produção específicos.
(ANA, 2005)
Segundo Santos (2002), as ações de uso racional têm o enfoque na demanda, objetivando
o combate ao desperdício quantitativo, como por exemplo a utilização de equipamentos
sanitários economizadores de água, o incentivo à adoção da medição individualizada e a
detecção e controle de perdas de água no sistema predial. Já a conservação da água
possui o enfoque tanto na demanda quanto no consumo. Dessa forma, ela visa, além de
envolver as ações de uso racional, à utilização de fontes alternativas àquelas normalmente
disponibilizadas às habitações. Dentre tais ações, destacam-se a água cinza, a água de
chuva, a água subterrânea e a água distribuída por caminhões pipa. A conservação de
água envolve, portanto, a adequação da demanda e a utilização de ofertas alternativas de
água, que empregam água menos nobre para fins menos nobres.
No cenário nacional, programas de conservação de água vêm sendo implantados desde
1997, como o Programa Nacional de Combate ao Desperdício de água (PNCDA), que
apoia projetos de combate ao desperdício de água; o Programa Nacional de
Desenvolvimento dos Recursos Hídricos / Semi-árido (PROÁGUA/ Semi-árido) que tem
por objetivo o incentivo a captação de água de chuva no semi-árido brasileiro; e o
Programa de Pesquisa em Saneamento (PROSAB) , que apoia o desenvolvimento de
P á g i n a | 25
pesquisas e o aperfeiçoamento de tecnologias nas áreas de abastecimento, águas
residuárias e resíduos sólidos de fácil aplicabilidade, baixo custo de implantação,
operação e manutenção e que propiciem a melhoria das condições de vida da população
brasileira, em especial as classes menos favorecidas.
A implantação de programas de conservação de água em edifícios vem crescendo nos
últimos anos, envolvendo entidades públicas e privadas e induzindo o desenvolvimento
de novas metodologias e tecnologias. Entre as principais medidas de conservação do uso
da água, destacam-se a medição individualizada, a utilização de dispositivos
economizadores e as fontes alternativas de água, além da conscientização da população.
3.3.1
Aparelhos Economizadores
Os principais objetivos dos dispositivos economizadores são propiciar menor consumo,
melhor desempenho e menor influência da ação do usuário na economia de água. Dessa
forma, há a redução do consumo de água independentemente da ação do usuário ou da
sua disposição em mudar de comportamento para reduzir tal consumo.
De acordo com o Manual de Conservação e Reuso de Água em Edificações (FIESP,
2005), as especificações técnicas dos componentes economizadores de água devem ser
realizadas considerando-se as algumas questões: pressão hidráulica disponível nos pontos
de utilização; conforto do usuário; higiene; atividade do usuário; risco de contaminação;
facilidade de manutenção e instalação; avaliação técnico-econômica e vandalismo.
Atualmente, existe uma série desses dispositivos disponíveis no mercado, como bacias
sanitárias de volume reduzido de descarga ou com duplo acionamento (3 ou 6L),
arejadores, dispositivos direcionadores de jato, torneira de acionamento hidromecânico,
torneira com funcionamento por sensor de presença, dentre outros. A Figura 2 apresenta
alguns desses dispositivos.
P á g i n a | 26
Figura 2: Exemplos de equipamentos economizadores. A: Torneira acionada por sensor de presença;
B; Torneira com fechamento automático; C: Redutores de Vazão; D: Vaso sanitário com caixa
acoplada
Fonte: DECA, 2010.
De acordo com pesquisas realizadas por um fabricante desses produtos economizadores –
a DECA, o uso de torneiras com acionamento hidromecânico gera uma economia de água
de até 55% e no caso do uso de torneiras eletrônicas com sensor de movimento a
economia aumenta para até 75%. Para o caso de válvulas de mictórios o fabricante
garante até 80% de economia, quando comparado aos produtos convencionais. (DECA,
2010)
Segundo Hafner (2007), alternativas tecnológicas para o mesmo fim são mais comuns em
outros países, como o sistema microflush, utilizado nos Estados Unidos, que reduz o
consumo doméstico nas bacias sanitárias em até 40% pela utilização de um alçapão no
fundo do vaso que potencializa o fluxo e a limpeza da bacia.
No Manual da FIESP (2005) existem alguns estudos de caso que retratam a economia de
água através da implantação de alguns desses tipos de aparelhos. Um dos estudos de caso
é referente à aplicação de registros restritores de vazão em um edifício residencial e em
um hotel de São Paulo. Eles proporcionaram a redução de 73% e 81% do consumo de
água, respectivamente.
3.3.2
Medição Individualizada
Segundo DESO (2005) pode-se definir medição de água individualizada como a apuração
do consumo de forma individualizada, realizada através da adoção de hidrômetros
instalados no ramal de alimentação de cada entrada de água na unidade habitacional. São
P á g i n a | 27
incorporadas todas as entradas de água da unidade, de forma a permitir a medição real de
consumo através de um só ponto de medição e o faturamento individualizado por unidade
consumidora. A medição individualizada de água é uma prática conservacionista de
excelente aplicabilidade, onde estudos apontam para uma redução de consumo entre 25%
a 35% e até mais.
Os principais edifícios já construídos têm seus sistemas de medição de água do modo
coletivo, no qual a água chega da rede pública, passa pelo hidrômetro principal e segue
em direção aos reservatórios. Enquanto neste sistema tradicional existe um único
hidrômetro para todos os apartamentos, o sistema de medição individualizada de água em
edifícios residenciais consiste na instalação de um hidrômetro para cada apartamento.
Segundo Coelho (2007) a medição individualizada é uma das formas mais eficientes de
racionalização do uso da água, e, proporciona, além da redução do consumo de água,
outros efeitos dessa prática em edificações, como: redução do consumo de energia pela
redução do volume de água bombeado, maior facilidade para identificação de
vazamentos; maior satisfação do usuário; redução do indicador de inadimplência; redução
do volume de efluente de esgotos e o pagamento proporcional aos volumes efetivamente
consumidos.
3.3.3
Fontes Alternativas de Água
O uso de fontes alternativas se apresenta como uma opção ecologicamente correta e
dentro dos princípios do desenvolvimento sustentável para suprir demandas de água
menos nobres, e isso se pode dar através do reuso de efluentes domésticos tratados, como
a água cinza e/ou o aproveitamento da água de chuva.
Conceitualmente, as fontes alternativas de água são fontes opcionais àquelas
normalmente disponibilizadas às habitações (água potável), destacando-se dentre elas a
água cinza, a água de chuva, a água subterrânea, a água mineral envasada e a água
distribuída em caminhões pipas (BAZZARELLA, 2005). Os estudos de caracterização do
consumo de água potável em residências brasileiras preveem uma estimativa de economia
P á g i n a | 28
de água variando entre 15% a 30%, caso seja implementado o aproveitamento de fontes
alternativas (GONÇALVES et al, 2006).
No Brasil estas fontes são aquelas não inseridas no sistema nacional de gerenciamento de
recursos hídricos, tais como água do solo, água subterrânea, água de chuva e reuso de
efluentes tratados. Além disso, segundo Rebouças (2004), o grande desafio, tanto da
sociedade, quanto do seu meio técnico é mudar a ideia tradicional, historicamente
adquirida, de que a única solução para os problemas locais e ocasionais de escassez de
água é aumentar sua oferta, mediante a construção de obras grandiosas para captação da
água que escoa pelos rios.
Os usos considerados como mais viáveis para as águas de fontes alternativas são
descargas sanitárias, descargas de mictórios, lavagem de pátios, lavagem de carros e
irrigação de jardins. De forma geral, são necessários tratamentos específicos, cujos níveis
de sofisticação e de eficiência dependem da qualidade da água e do uso a que esta se
destina.
No Brasil, a NBR 13.969 (ABNT, 1997) exige a manutenção da qualidade necessária da
água de reuso, resguardando-se a saúde pública e liberando dessa forma as águas de
melhor qualidade para usos mais nobres, como o abastecimento doméstico.
Além disso, para que a utilização de fontes alternativas de água nas edificações se
consolide como uma prática usual de conservação no Brasil faz-se necessário:
(GONÇALVES et al, 2006)
•
Divulgação permanente de experiências e dos mais recentes desenvolvimentos
tecnológicos.
•
Disponibilização de serviços e equipamentos compatíveis com o mercado
habitacional brasileiro.
Embora aporte um impacto significativo na redução dos consumos de água e de produção
de águas residuárias, o aproveitamento de fontes alternativas em uma edificação demanda
um investimento significativo para instalação dos componentes do sistema. Devem ser
considerados uma rede de abastecimento dupla, dois reservatórios de água (um potável e
P á g i n a | 29
um não potável) e um sistema para tratamento da água não potável antes do uso. Os
custos de investimento, de operação e de manutenção dependem do tipo de instalação e
das condições locais. No que se refere à funcionalidade da edificação, o uso de fontes
alternativas não implica em grandes modificações, a não ser a manutenção dos sistemas
de tratamento e de armazenamento (GONÇALVES et al,2006).
Outro aspecto importante refere-se à aceitação social da medida, que pode não ser muito
positiva devido à resistência natural que as pessoas experimentam quando se trata de
contato direto ou indireto com águas residuárias de qualquer natureza. A aceitação social
do reuso de água é inversamente proporcional à probabilidade de contato humano e
ingestão.
A utilização da água de chuva como fonte alternativa trata-se de uma das soluções mais
simples e baratas para preservar a água potável. Ela é viável principalmente nas regiões
onde o regime pluviométrico é generoso em termos quantitativos e distributivos ao longo
do ano (GONÇALVES et al, 2006).
A utilização de água de chuva faz parte da gestão moderna de grandes cidades e de países
desenvolvidos. Vários países europeus e asiáticos utilizam amplamente a água da chuva
nas residências para usos que não requerem qualidade de água potável, como a descarga
de vasos sanitários, a lavagem de roupas, calçadas e carros e a rega de jardins (MAY,
2004).
Deve-se considerar ainda que a utilização destas fontes requer autorização do poder
público, deixando os usuários sujeitos à cobrança pelo uso da água, bem como às sanções
pelo uso inadequado, ou pela falta da outorga e licenças cabíveis. Nesse sentido,
recomenda-se que no meio urbano a decisão de utilizar fontes alternativas de água passe
prioritariamente pelo critério de menor impacto ao meio ambiente, buscando-se utilizar a
água que está disponível naturalmente e sem intervenção direta nos mananciais ou aquela
que é oferecida de forma responsável pelos órgãos públicos. (FIESP, 2005)
P á g i n a | 30
3.3.4
Reuso de Água
De acordo com Mancuso & Santos (2003), o reuso de água pode ser definido como um
aproveitamento de águas anteriormente utilizadas, para atender demandas de outras
atividades ou de seu uso original.
O reuso parte do princípio que não é toda a água demandada nos edifícios que carece ser
potável, dessa forma, ocorre à conservação de água de melhor qualidade para fins
potáveis e uma diminuição da produção de águas residuárias. Para a reutilização de tais
águas, é necessário que essas sejam recolhidas e tratadas separadamente, facilitando a
caracterização e a eficiência da reciclagem da água. (OTTERPHOL, 2001).
Segundo Peters (2006), a prática do reuso diminui o volume de águas residuárias
lançadas no solo e na rede pública. Essas águas, tratadas, podem ser utilizadas para
atender fins potáveis e não potáveis. Para os usos potáveis necessita-se de um padrão de
qualidade elevado e, por consequência, controle e tratamento expressivos, o que eleva o
custo e pode até inviabilizar o uso. Todavia, os usos não potáveis viabilizam esta prática,
pois exigem menor qualidade em seu tratamento.
A caracterização dos diferentes tipos de águas residuárias é de fundamental importância
para o sucesso dos projetos de reuso. Segundo Ersey et al (1998), o esgoto sanitário
gerado nas residências pode ser segregado da seguinte forma:
•
Águas negras: efluente proveniente das bacias sanitárias, incluindo fezes, urina e
papel higiênico, principalmente.
•
Águas marrons: representadas por grandes quantidades de fezes e papel higiênico;
•
Águas cinza: águas servidas provenientes dos diversos pontos de consumo na
edificação; excetua‐se o efluente proveniente do vaso sanitário; e
•
Águas amarelas: águas contendo somente a urina, ou uma mistura de urina e água.
Quanto mais informações se obtiverem do efluente, melhor se poderá caracterizá-lo e,
assim, escolher o tratamento mais adequado, atendendo aos requisitos de qualidade
exigidos para o reuso que se deseja.
P á g i n a | 31
O conceito de saneamento ecológico é baseado no princípio de separação dos fluxos dos
diferentes tipos de efluentes domésticos, de acordo com suas características, visando
reutilizá-los ou minimizá-los para reduzir sua liberação ao meio ambiente. A Figura 3
apresenta um esquema que inclui os elementos do saneamento ecológico (as águas
residuárias residenciais segregadas, a água de chuva e os resíduos orgânicos), alguns de
seus respectivos tratamentos e possíveis usos posteriores.
Figura 3: Separação dos elementos do saneamento ecológico e exemplos de possíveis tratamentos e
utilizações.
Fonte: Adaptado de UNESCO/IHP & GTZ, 2006.
P á g i n a | 32
4
MATERIAIS E MÉTODOS
A pesquisa foi realizada mediante o monitoramento do consumo de água e produção de
esgoto em uma edificação residencial multifamiliar dotada de reuso de águas cinza‐claras
em descarga de bacias sanitárias, localizada no bairro da Praia do Canto, Vitória, Espírito
Santo.
4.1
CONTEXTUALIZAÇÃO DA PESQUISA
O presente trabalho fez parte do projeto de pesquisa “Desenvolvimento de subsídios
técnicos para a consolidação da prática do reuso de águas cinza nas edificações
brasileiras” da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), financiado pelo Edital Nº
021/2009 do Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT). Este projeto de pesquisa é uma
parceria da Universidade com o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e
Tecnológico (CNPq) e com o Fundo Setorial de Recursos Hídricos (CT‐HIDRO).
Os dados utilizados neste trabalho foram obtidos através do monitoramento de uma
edificação residencial multifamiliar dotada de um sistema de reuso de águas cinza
realizado no período de 14 de julho de 2010 a 31 de maio de 2011 pelo Núcleo de
Bioengenharia Aplicada ao Saneamento da UFES.
O desenvolvimento desta pesquisa se deu, resumidamente, conforme a sequência descrita
a seguir, fluxograma ilustrado na Figura 4.
P á g i n a | 33
Figura 4: Fluxograma de desenvolvimento da pesquisa.
Fonte: Aguiar, 2011.
P á g i n a | 34
4.2
4.2.1
CARACTERÍSTICAS DO EDIFÍCIO MONITORADO
Características Gerais
A edificação multifamiliar utilizada para o desenvolvimento desta pesquisa experimental
foi um edifício (Figuras 5 e 6), localizado na Rua Moacyr Avidos, Praia do Canto, bairro
de classe média alta da cidade de Vitória - ES. Esta é uma edificação residencial da
categoria luxo, ocupado desde julho de 2007, sendo uma das primeiras edificações com
sistema de reuso de águas cinza para descarga das bacias sanitárias no Estado do Espírito
Santo (GONÇALVES et al., 2007).
Figura 5: Edifício monitorado.
Figura 6: Área de lazer do edifício.
A edificação possui 19 pavimentos: 17 pavimentos de apartamentos – um apartamento
por andar –, 1 subsolo, 1 pavimento térreo e 1 pavimento de pilotis totalizando 5.543,52
m² de área construída e 2.703,85 m² de área computável. No subsolo, encontram-se: a
estação de tratamento de águas cinza (ETAC) ilustrada na Figura 7, o reservatório
inferior de água potável (RIAP) e o reservatório inferior de água de reuso (RIAR),
visualizados na Figura 8, com área permeável de 66,40 m² e garagem com 30 vagas.
P á g i n a | 35
Figura 7: Vista geral da ETAC, no subsolo.
Figura 8: Vista geral das cisternas e da ETAC.
A área do térreo é de 744,39 m², das quais 91,33 m² são permeáveis, nele se encontram a
entrada principal, recepção, portaria e garagem com 27 vagas. No pavimento de pilotis
(744,85 m²), estão localizadas a área de lazer e área de serviço. A primeira conta com
piscina, sauna, sala de repouso, churrasqueira, quadra esportiva, além de salão de festas,
lavabo masculino e feminino. Enquanto a segunda é destinada aos funcionários do
condomínio e conta com copa, banheiro e depósito.
Cada pavimento destinado aos apartamentos possui área total de 220,92 m², com
159,05m² de área computável. Cada apartamento possui: varanda, 4 banheiros, 1 lavabo,
4 quartos, sala, copa, cozinha, área de serviço e dependência de serviço, conforme
apresenta a Figura 9.
P á g i n a | 36
Figura 9: Planta humanizada sem escala de pavimentos.
Fonte: Aguiar, 2011.
4.2.2
Sistema Hidrossanitário
O edifício monitorado possui duas fontes de suprimento de água: a primeira é fonte de
água potável, fornecida pela concessionária, a segunda é fonte alternativa de água, não
potável, denominada água de reuso. As fontes são encaminhadas por três subsistemas
prediais independentes de distribuição de água: o subsistema de distribuição de água de
reuso, o subsistema de distribuição de água fria potável e o subsistema de distribuição de
água quente potável.
A edificação possui também aquecimento de água coletivo e centralizado realizado
através de painéis solares instalados na cobertura. Quando necessário, o aquecimento
pode ser feito por gás.
O edifício ainda dispõe de algumas medidas de uso racional de água, como a medição
individualizada e o uso de equipamentos economizadores como aeradores de torneiras e
bacias sanitárias com caixa acoplada. A Tabela 3 apresenta os pontos de consumo de
água fria potável (AFP), água quente potável (AQP) e de água de reuso (AR) em cada
pavimento e seus respectivos locais de uso.
P á g i n a | 37
Tabela 3: Pontos de consumo de água potável e não potável.
Fonte: Aguiar, 2011
O sistema de coleta de efluentes da edificação é composto pela segregação das águas
residuárias na fonte. A coleta das águas cinza‐claras (AC
claras),
provenientes dos
chuveiros, tanques, máquinas de lavar roupas (MLR) e lavatórios, é realizada por meio de
um tubo de queda específico, conduzida por gravidade à ETAC e as águas são
posteriormente transformadas em água de reuso.
Os efluentes oriundos de máquinas de lavar louça (MLL) e de pias de cozinhas,
denominados de águas cinza‐escuras (AC escuras), são coletados pela rede predial de coleta
de águas negras (AN), junto com os efluentes de bacias sanitárias (AN), e então
direcionados para a rede pública de coleta de esgoto.
A Figura 10 apresenta o esquema de distribuição de água potável e de água de reuso no
edifício, além da coleta segregada dos efluentes.
P á g i n a | 38
Figura 10: Esquema do sistema de coleta e distribuição no edifício.
Fonte: Aguiar, 2011
A Tabela 4 apresenta o total de equipamentos hidrossanitários alimentados por água
potável (AP) e por água de reuso (AR), além dos equipamentos que geram o efluente
reutilizado.
Tabela 4: Total de equipamentos que utilizam água potável ou não potável.
Tipo De Água
Nº de Equipamentos Hidrossanitários
107 Lavatórios*
71 Chuveiros*
88 Duchas higiênicas
19 Filtros
Potável
18 Tanques*
17 MLL
17 MLR*
04 Bacias Sanitárias
Reuso (não potável)
85 Bacias sanitárias
* Equipamentos cujo efluente é direcionado à ETAC.
Fonte: Aguiar, 2011.
P á g i n a | 39
4.2.3
Estação de Tratamento de Águas Cinza
A Estação de Tratamento de Águas Cinza (ETAC) está localizada no subsolo do edifício,
ocupando uma área total de 12 m², incluindo circulação, e é constituída por seis módulos
com dimensões individuais de 1,0x1,0x2,2m (base x largura x altura), 2 bombas de
recirculação de lodo, compressor de ar e um sistema de filtração (GONÇALVES et al.,
2007).
Na ETAC, o efluente inicialmente passa pela caixa de entrada (Figura 11), a qual tem
como função reter os sólidos presentes na água cinza bruta e controlar a vazão na entrada
da estação, direcionando o excesso para a rede coletora de esgoto. A caixa de entrada
possui, no seu interior, dois vertedores reguláveis de 100 mm de diâmetro do tipo tulipa
(Figura 12). A água a ser tratada é convergida em uma das tulipas e direcionada para a
ETAC, enquanto a água excedente da demanda é convergida na outra tulipa, sendo
direcionada para a rede pública de coleta de esgoto. O controle da vazão é realizado
através do ajuste da altura das tulipas.
Figura 11: Caixa de distribuição de águas cinza.
Figura 12: Tulipas da caixa de entrada.
Posteriormente, o efluente é conduzido na seguinte ordem: pelos três compartimentos
presentes no Reator Anaeróbio Compartimentado (RAC) , Filtro Biológico Aerado
Submerso (FBAS), Decantador Secundário (DEC), Tanque de Equalização (TQE),
Filtros e Desinfecção por cloração, de acordo com o fluxograma ilustrado na Figura 13.
P á g i n a | 40
Figura 13: Fluxograma de funcionamento da ETAC.
Fonte: Aguiar, 2011.
Realizado o processo descrito acima, a água cinza tratada, que passa a ser denominada
água de reuso, é armazenada no reservatório inferior, de onde é bombeada para um
reservatório superior, o qual alimentará as bacias sanitárias dos apartamentos. Os
reservatórios de água de reuso e de água potável são independentes. Para caso de
necessidade ou emergência, foi prevista a reversão do sistema de reuso para o sistema de
abastecimento com água potável.
P á g i n a | 41
4.3
4.3.1
CONSUMO DE ÁGUA
Monitoramento do Consumo de Água
Para o monitoramento do consumo de água, foram utilizados os hidrômetros individuais
existentes no edifício e novos hidrômetros foram instalados. O hidrômetro da
concessionária não foi considerado no sistema de monitoramento, devido a problemas de
submedição. Os hidrômetros individuais são ilustrados na Figura 14.
Figura 14: Hidrômetros individuais instalados em cada pavimento.
O sistema de monitoramento do consumo de água do edifício está detalhado na Tabela 5,
que apresenta a identificação de cada um dos dez hidrômetros, sua localização e o
parâmetro monitorado.
Tabela 5: Hidrômetros que compõem o sistema de monitoramento do consumo de água do edifício.
Sigla
Identificação
Localização
Parâmetro monitorado
H1
Hidrômetro 1, geral de
APQ
Tubulação que abastece o sistema central de
aquecimento solar de água
AQP consumida no edifício
H2
Hidrômetro 2, geral de
AFP
Coluna de distribuição de AFP – alimenta o
19º ao 10º pavimento (pav.).
AFP consumida no 19º ao 10º
pav.
H3
Hidrômetro 3, geral de
AFP
Coluna de distribuição de AFP – alimenta o 9º
pavimento ao subsolo.
AFP consumida no 9º pav. ao
subsolo
H4
Hidrômetro 4, geral de
água de reuso (AR)
Coluna de distribuição de AR – abastece as
bacias sanitárias (BS) do banheiro conjugado e
do banheiro da suíte de casal do 19º ao 10º
pavimento.
H5
Hidrômetro 5, geral de AR
Coluna de distribuição de AR - abastece as BS
do banheiro da suíte de solteiro e banheiro de
empregada do 19º ao 10º pav.
AR consumida pelas BS do
banheiro conjugado e do
banheiro da suíte de casal do
19º ao 10º pav.
AR consumida pelas BS dos
banheiros de empregada e da
suíte de solteiro do 19º ao 10º
pav.
P á g i n a | 42
Continuação da Tabela 5: Hidrômetros que compõem o sistema de monitoramento do consumo de
água do edifício.
H6
Hidrômetro 6, geral de AR
Coluna de distribuição de AR - abastece as BS
do 9º ao 3º pavimento.
AR consumida pelas BS do 9º
ao 3º pavimento
H7
Hidrômetro 7, geral de AR
Coluna de distribuição de AR - abastece as BS
do lavabo do 19º ao 10º pav.
AR consumida pelas BS do
lavabo do 19º ao 10º pavimento
H8
Hidrômetro 8, geral de AR
Saída do tratamento (ETAC), tubulação que
alimenta o reservatório inferior de AR.
AR produzida pela ETAC
HIF
Hidrômetro individual de
AFP (17 unidades)
Hall de serviço de cada apartamento.
AFP consumida em cada ap.
HIQ
Hidrômetro individual de
AQP (17 unidades)
Hall de serviço de cada apartamento.
AQP consumida em cada ap.
Fonte: Aguiar, 2011.
A Figura 15 apresenta um esquema da distribuição dos hidrômetros que compõem o
sistema de monitoramento de água no edifício.
P á g i n a | 43
AFP
RSAQ
2 m³
AR
LEGENDA:
RSAQ
2 m³
AFP – Água fria potável;
H1
Gás
RSAQ
AQP – Água quente potável;
RSAR
1,2 m³
AQP
RSAFP
C = 13,50 m³
R.T.I. = 7,5m³
AQP
RSAFP
RSAFP
RSAFP
H2
C – Consumo;
RSAR
H3
ETAC – Estação de tratamento
de águas cinza;
H7
H6
AFP
Chuveiros
Banheiras
Lavatórios
Usos da
água
AC claras – águas cinza-claras;
H5
0
x17
HIF
HIQ
x17
AR – Água de reúso;
C = 11,80 m³
C = 13,50 m³
R.T.I. = 7,5m³
H Hidrômetro do sistema
de monitoramento;
H4
MLR
Tanques
MLL
Pias de cozinhas
HC Hidrômetro da
concessionária não utilizado
no sistema de
monitoramento;
Bacias
sanitárias
MLL – Máquina de lavar louça;
MLR – Máquina de lavar
roupa;
Efluentes
coletados
ÁGUAS
CINZA-CLARAS
AFP
ÁGUAS
CINZA-ESCURAS
R.T.I. – Reserva técnica de
incêndio;
ÁGUAS
NEGRAS
AR
Hidrômetro
Concessionária
Excedente
à demanda
ETAC
HC
Reversão P/ AFP
AR
SPA
RIAFP
RIAFP
10 m³
RIAR
REDE DE
ESGOTO
RSAFP – Reservatório inferior
de água fria potável;
RSAQ – Reservatório superior
de água quente;
H8
AFP
AFP
RIAR – Reservatório inferior
de água de réuso;
AC claras
Destino
RIAFP – Reservatório inferior
de água fria potável;
RIAR
5 m³
RSAR – Reservatório superior
de água de reúso;
SPA – Sistema público de
abastecimento de água,
Figura 15: Esquema de distribuição dos hidrômetros que compõem o sistema de monitoramento.
Fonte: Aguiar, 2011.
O consumo de água foi monitorado por meio de leituras diárias dos hidrômetros da
edificação, sempre às 8h, além do levantamento de perfis de consumo 24h. Nestes
levantamentos, as leituras dos hidrômetros foram registradas a cada 2h, também com
início às 8h. Foram gerados quatro perfis de consumo horário para o dia da semana de
maior consumo. O levantamento diário e horário da população do edifício foi monitorado
com o auxílio dos porteiros.
4.3.2
Caracterização do Consumo de Água
O sistema de medição setorizada do consumo de água permitiu conhecer a distribuição do
consumo em cada apartamento, em um conjunto de apartamentos, no uso comum de água
P á g i n a | 44
do condomínio e no edifício como um todo. Através das leituras dos hidrômetros de dois
dias consecutivos, ou de duas horas consecutivas, pôde-se obter o volume de água
consumido no intervalo entre as leituras. De posse desses dados, foram obtidos os
consumos diários e os horários de uso de água potável do conjunto de apartamentos, da
área comum do edifício, e do edifício como um todo. Em cada apartamento, foi possível
obter o consumo de água potável fria e quente, mas não foi possível obter o consumo de
água proveniente do reuso, pois os apartamentos não dispõem de micromedidores
individuais específicos para esse tipo de água. Foi levantado também o consumo médio
por setor da edificação, com base nos consumos diários.
A partir de todos esses levantamentos foram construídos gráficos objetivando uma
melhor apresentação dos resultados. O detalhamento dos consumos de água monitorados
em cada setor do edifício está apresentado na Tabela 6.
Tabela 6: Detalhamento dos consumos de água monitorados no edifício.
Setor
Em cada
ap.
Aps.
Condomínio
Edifício
Parâmetro monitorado
Consumo AQP (CAQP Ap.)
Consumo AFP (CAFP Ap.)
Consumo AP (CAP Ap.)
População (Pop Ap.)
Consumo AQP (CAQP Aps.)
Consumo AFP (CAFP Aps.)
Consumo AR (CAR Aps.)
Consumo AP (CAP Aps.)
População (Pop Aps.)
Consumo AFP (CAFP
Condomínio)
Consumo AQP (CAQP)
Consumo AFP (CAFP)
Consumo AR (CAR)
Produção de AR (PAR)
Consumo AP (CAP)
Consumo AT (CAT)
População (Pop)
Forma de obtenção do parâmetro
Volume registrado pelo HIQ
Volume registrado pelo HIF
HIQ + HIF
Registrado pelos porteiros.
Volume registrado pelo H1
H2 + ∑HIF(9º ao 3º pav.)
H4 + H5 + H6 + H7
CAQP Aps. + CAFP Aps.
Registrado pelos porteiros.
CAFP - CAFP Aps.
Tempo decorrido
entre registros
24 h (∆Tmonit. diário)
2 h (∆Tmonit. 24 h)
Volume registrado pelo H1
Volume registrado por H2 + H3
H4 + H5 + H6 + H7
Volume registrado pelo H8
H1+H2+H3
H1 + H2 + H3 + H4 + H5 + H6 + H7
Registrado pelos porteiros.
∆Tmonit. diário – intervalo de tempo entre as leituras no monitoramento diário; ∆Tmonit. 24 h – intervalo de tempo entre as leituras no
monitoramento 24 h ; RIAR – Reservatório inferior de água de reuso
Fonte: Aguiar, 2011.
P á g i n a | 45
Por meio dos consumos diários do edifício no período monitorado, pode-se determinar o
coeficiente do dia de maior consumo do período monitorado (1) a partir da Equação 1.
(VON SPERLING, 2005).
1 =
(1)
Onde,
1é o coeficiente do dia de maior consumo no ano;
é a vazão diária máxima do período monitorado (L/d); e
é a vazão diária média do período monitorado (L/d).
4.3.3
Cálculo dos Indicadores
O indicador de consumo de água per capita ( )é definido como o volume de
água consumido por pessoa por dia, calculado a partir da Equação 2 (FIESP, 2005).
=
(2)
Em que,
é o indicador de consumo per capita de água (L/pes.d);
é o consumo diário médio de água do edifício (L/d); e
é a população (moradores e funcionários) do edifício (pes).
Os indicadores de consumo per capita de AQP, de AFP, de AP, de AR e de AT foram
calculados pela variação dos respectivos consumos de água na Equação 2.
O indicador de consumo de água por dormitório (ó )é definido como
o volume de água consumido por dormitórios por dia, calculado a partir da Equação 3.
(PERTEL, 2009).
P á g i n a | 46
ó =
!"
(3)
Sendo,
ó é o indicador de consumo de água por dormitório
(L/dormitório.d);
é o consumo diário médio de água do edifício (L/d); e
#$%&'% é o número de dormitórios do edifício (dormitório).
Os indicadores de consumo por dormitório de água potável, de água de reuso e de água
total foram calculados a partir da Equação 3, variando-se os respectivos consumos de
água.
O indicador de consumo de água por área (á )é definido como o volume de água
consumida por área computável por dia, calculado a partir da Equação 4.
á =
)
(4)
Onde,
á é o indicador de consumo de água por área (L /m2.d);
é o consumo diário médio de água do edifício (L/d); e
%* é a área computável dos apartamentos (m2).
Os indicadores de consumo por área de água potável, de água de reuso e de água total
foram calculados a partir da Equação 6, variando-se os respectivos consumos de água.
4.3.4
Avaliação do Impacto de Redução do Consumo de Água
A avaliação do impacto de redução do consumo de água potável no edifício monitorado
foi realizada por meio da análise dos indicadores de consumo per capita de água potável
P á g i n a | 47
e de água total. Através da setorização do consumo de água, foi possível realizar o
levantamento desses indicadores, o que permitiu o conhecimento dos consumos de água
potável, de água de reuso e total em separado. Tais consumos serviram de base para o
cálculo do IR, que corresponde à porcentagem de água potável economizada em virtude
do reuso. O IR foi calculado conforme Equação 5, baseada no Manual de Conservação e
Reuso de Água em Edificações elaborado pela ANA e FIESP (2005).
+ =
,-./
01/23 4,-5/
01/23
,-./
01/23
6100(%)
(5)
Onde:
+ é o impacto de redução do consumo de água potável por pessoa (%);
:; é o indicador de consumo per capita de água total (L/pes.d); e
: é o indicador de consumo per capita de água potável (L/pes.d).
4.4
PRODUÇÃO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS
4.4.1
Monitoramento das Vazões de Águas Residuárias
Para o monitoramento das vazões de águas cinza escuras e negras na edificação, foi
instalado um sistema de medição de esgoto do tipo calha parshall (SPC), equipado com
um sensor de nível ultrassônico e um conversor microprocessador, os quais fornecem a
totalização do volume escoado e a indicação instantânea de vazão, conforme detalhado a
seguir (PEREIRA e SASAKI, 2002):
•
Calha parshall (instrumento primário): dispositivo para medição de vazão em
um canal aberto com dimensões padronizadas. O líquido é forçado por uma
garganta estreita, e seu nível à montante da garganta é o indicativo da vazão a ser
medida, através de fórmula consagrada;
•
Sensor de nível (instrumento secundário): transdutor ultrassônico que emite
uma onda sonora que atinge a superfície do material e é refletida como um eco. O
tempo de trânsito ou retorno é medido, e a distância ao objeto refletor é convertida
P á g i n a | 48
eletronicamente em uma indicação de distância que é, posteriormente, convertida
em nível, vazão ou em outros parâmetros desejados; e
•
Conversor (instrumento secundário): dispositivo microprocessador que recebe
sinal do sensor de nível (medição da altura da lâmina) e, em função das
características da calha, converte o sinal em vazão e totalização de volume,
A calha parshall (Figura 16), em fibra de vidro e com a largura de garganta de 1”, foi
instalada antes da ligação à rede coletora, na última caixa de inspeção do sistema predial.
O sensor de nível ultrassônico (Figura 16) foi instalado em local protegido contra
intempéries, no trecho convergente a dois terços da garganta estreita da calha parshall, em
suporte metálico, devidamente nivelado e centralizado no eixo da calha, conforme
determinado pelo fabricante. O conversor (Figura 17) foi instalado no hall de serviço,
localizado no térreo da edificação.
Figura 16: Calha Parshall e sensor de nível ultrassônico.
Figura 17: Conversor.
Para o monitoramento das águas cinza‐claras produzidas além da demanda, um
hidrômetro foi instalado na tubulação que direciona as águas cinza‐claras excedentes da
demanda para a rede coletora de esgoto. Essa tubulação encontra-se após a tulipa de
extravasamento localizada na caixa de distribuição de águas cinza da ETAC. O sistema
de monitoramento de vazões de esgoto instalado no edifício é apresentado na Tabela 7,
contendo a identificação e localização de cada equipamento e os parâmetros monitorados
por eles.
P á g i n a | 49
Tabela 7: Equipamentos que compõem o sistema de monitoramento de vazões de esgoto.
Sigl
a
Identificação
H4
Hidrômetro 4, geral de
água de reuso (AR)
H5
Hidrômetro 5, geral de AR
H6
Hidrômetro 6, geral de AR
H7
Hidrômetro 7, geral de AR
H8
Hidrômetro 8, geral de AR
H9
Hidrômetro 9, geral de
águas
cinza-claras
(ACclaras) bruta
SCP
Sistema de medição de
esgoto tipo calha parshall
Localização
Coluna de distribuição de AR, abastece as
bacias sanitárias (BS) do banheiro (banh.)
conjugado e do banh. da suíte de casal do
19º ao 10º pavimento (pav.).
Coluna de distribuição de AR, abastece as
BS do banh. da suíte de solteiro e banh. de
empregada do 19º ao 10º pav.
Coluna de distribuição de AR, abastece as
BS do 9º ao 3º pav.
Coluna de distribuição de AR, abastece as
BS do lavabo do 19º ao 10º pav.
Saída do tratamento (ETAC), tubulação que
alimenta o reservatório inferior de AR.
Subsolo, ETAC, hidrômetro instalado na
tubulação que direciona as AC claras
excedentes a demanda para a rede coletora
de esgoto (RCE).
Pav. térreo, sistema instalado na última
caixa de inspeção do sistema predial, antes
da ligação à RCE
Parâmetro monitorado
AR consumida pelas BS do banh.
conjugado e do banh. da suíte de
casal do 19º ao 10º pav.
AR consumida pelas BS do banh.
da suíte de solteiro e banh. de
empregada do 19º ao 10º pav.
AR consumida pelas BS do 9º ao
3º pavimento
AR consumida pelas BS do
lavabo do 19º ao 10º pav.
AR produzida pela ETAC
ACclaras excedentes da demanda,
direcionadas para a RCE
Águas negras (AN) e águas cinzaescuras (AC escuras)
Fonte: Aguiar, 2011.
A Figura 18 apresenta um esquema da distribuição dos medidores das vazões de esgoto
que compõem o sistema de monitoramento das águas residuárias na edificação.
P á g i n a | 50
AFP
RSAQ
2 m³
AR
LEGENDA:
RSAQ
AFP – Água fria potável;
Gás
RSAQ
1,2 m³
2 m³
AQP – Água quente potável;
RSAR
AQP
RSAFP
C = 13,50 m³
R.T.I. = 7,5m³
AQP
RSAFP
RSAFP
RSAFP
AR – Água de reúso;
C = 11,80 m³
C = 13,50 m³
R.T.I. = 7,5m³
C – Consumo;
RSAR
ETAC – Estação de tratamento
de águas cinza;
H7
H6
AFP
Chuveiros
Banheiras
Lavatórios
Usos da
água
AC claras – águas cinza-claras;
H5
0
H Hidrômetro do sistema
de monitoramento;
H4
MLR
Tanques
MLL
Pias de cozinhas
HC Hidrômetro da
concessionária não utilizado
no sistema de
monitoramento;
Bacias
sanitárias
MLL – Máquina de lavar louça;
MLR – Máquina de lavar
roupa;
Efluentes
coletados
ÁGUAS
CINZA-CLARAS
AFP
ÁGUAS
CINZA-ESCURAS
H9
R.T.I. – Reserva técnica de
incêndio;
ÁGUAS
NEGRAS
AR
SC P
RIAFP – Reservatório inferior
de água fria potável;
RIAR – Reservatório inferior
de água de réuso;
RSAFP – Reservatório inferior
de água fria potável;
AC claras
Destino
Excedente
à demanda
ETAC
REDE DE
ESGOTO
HC
Reversão P/ AFP
H8
AFP
RSAR – Reservatório superior
de água de reúso;
SPA – Sistema público de
abastecimento de água,
AR
SPA
AFP
RSAQ – Reservatório superior
de água quente;
RIAFP
RIAFP
10 m³
RIAR
RIAR
5 m³
SPC – Sistema de
medição de esgoto tipo calha
parshall
Figura 18: Esquema de distribuição dos medidores que compõem o sistema de monitoramento das
águas residuárias.
Fonte: Aguiar, 2011.
O monitoramento das vazões de águas cinza‐escuras e negras foi realizado de setembro a
maio de 2011. Já as vazões de águas cinza‐claras foram monitoradas de dezembro a maio
de 2011. O monitoramento foi realizado por meio de leituras diárias dos medidores,
sempre às 8h, além do levantamento de perfis 24h, utilizando a mesma metodologia do
monitoramento do consumo de água descrito no item 4.3.1.
P á g i n a | 51
4.4.2
Caracterização das Vazões de Águas Residuárias
Com a instalação do sistema de monitoramento das águas residuárias no edifício, foi
possível calcular a produção de águas negras e cinza‐escuras (PAN + ACescuras), a produção
total de águas cinza‐claras (PAC claras Total), a produção de águas cinza‐claras excedentes da
demanda e lançadas na rede coletora (PAC
claras Rede),
a produção de esgoto doméstico
lançado na rede coletora (EDRede) e a produção total de esgoto doméstico do edifício
(EDTotal). O detalhamento das produções de águas residuárias monitoradas no edifício, é
apresentado na Tabela 8.
Tabela 8: Detalhamento das produções de efluentes monitoradas.
Setor
Edifíci
o
Parâmetro monitorado
Produção AN + AC escuras (PAN + AC
escuras)
Produção AC claras Rede (PAC claras Rede)
Consumo de AR (CAR)
Produção de AC claras Total (PAC claras
Total)
Produção ED Rede (PED Rede)
Produção ED Total (PED Total)
População (Pop)
Forma de obtenção do parâmetro
Tempo decorrido
entre registros
Volume totalizado registrado pelo SCP
Volume registrado pelo H9
H4+H5+H6+H7
H8+H9
24 h (∆Tmonit. diário)
2 h (∆Tmonit. 24 h)
H9+SPC
H8+H9+SPC
Registrado pelos porteiros
∆Tmonit. diário – intervalo de tempo entre as leituras no monitoramento diário; ∆Tmonit. 24 h – intervalo de tempo entre as leituras no
monitoramento 24 horas.
Fonte: Aguiar, 2011.
4.4.2.1 Produção de águas negras (AN)
Como o efluente medido no SPC representa as águas negras em conjunto com as águas
cinza-escuras, neste trabalho o volume apenas de águas negras foi calculado em separado,
de acordo com a metodologia de Aguiar (2010). Considerando-se que as águas negras são
os efluentes provenientes das bacias sanitárias (BS), compostos por água, fezes, urina e
papel higiênico, e que, no edifício monitorado, a água de reuso abastece somente as
bacias sanitárias dos apartamentos, o cálculo para a produção diária de águas negras dos
apartamentos (:<: )foi feito a partir da Equação 6, e para a produção diária de águas
negras do edifício (:< ), a partir da Equação 7.
:<: = := + {@ABC + 1)DB ] × C } + {@ABH"! + 1)DB ] × H } + (DH × )(6)
P á g i n a | 52
Onde,
:<: é a produção diária de águas negras dos apartamentos (L/d);
:= é o consumo diário de água de reuso (L/d);
ABC é a frequência diária de uso da BS p urinar por morador na residência
(vezes/morador/d);
DB é o volume médio de urina excretado por pessoa por ato de urinar (L);
C é a população de moradores do edifício (pes.);
ABH"! é a frequência diária de uso da BS p urinar por funcionário no trabalho
(vezes/funcionário/d);
H é a população de funcionários dos apartamentos (pes.);
DH é o volume médio de fezes excretado por pessoa por ato de excretar (L); e
é a população (funcionários e moradores) do edifício (pes.).
-K-/
:< = :<: + @J
-/
L H ]
(7)
Onde,
:< é a produção diária de águas negras do edifício (L/d);
:<: é a produção diária de águas negras dos apartamentos (L/dia);
: é a população de funcionários e moradores dos apartamentos (pes.); e
H é a população de funcionários do condomínio (pes.).
Para o cálculo da produção de águas negras do edifício em 2 horas (:<*M )foi utilizada a
Equação 8.
:<*M = :<:*M + NJ
Onde,
-K-/)O
-/)O
L H*M P
(8)
P á g i n a | 53
:<*M é a produção de águas negras em 2 horas do edifício (L/d);
:<:*M é a produção de águas negras nos apartamentos em 2 horas (L/dia);
:*M é a população de funcionários e moradores dos apartamentos em 2
horas (pes.); e
H*M é a população de funcionários do condomínio em 2 horas (pes.).
4.4.2.2 Produção de águas cinza-escuras (ACescuras)
A produção diária de águas cinza-escuras (efluentes provenientes de cozinha) foi
calculada a partir da Equação 9, e a produção em 2 horas, a partir da Equação 12.
:Q"Q = :<R:Q"Q − :<
(9)
Em que:
:Q"Q é a produção diária de águas cinza‐escuras (L/d);
:<R:Q"Q
é a produção diária de águas negras somadas às águas cinza‐escuras (L/d); e
:< é a produção diária de águas negras (L/d).
:Q"Q*M = (:<R:Q"Q)*M − :<*M
(10)
Onde,
:Q"Q*M é a produção de águas cinza‐escuras em 2horas (L/2h);
(:<R:Q"Q)*M é a produção de águas negras somadas às águas cinza‐escuras
em duas horas, medida pelo SCP (L/2h); e
:<*M é a produção de águas negras em 2 horas (L/2h).
P á g i n a | 54
4.4.3
Cálculo dos Indicadores
O indicador de produção per capita de esgoto doméstico (L/pes.d) é definido como o
volume de esgoto doméstico produzido por pessoa por dia. Como existe a segregação das
águas residuárias no edifício monitorado, os indicadores de produção per capita de
águas cinza-claras, águas cinza-escuras e de águas negras foram calculados a partir das
Equações 11, 12 e 13, respectivamente.
:T =
-U1V0
(11)
Onde,
:TQ é o indicador de produção de águas cinza‐claras per capita (L/pes.d);
:TQ é a produção diária média de águas cinza‐claras do edifício (L/d); e
é a população (moradores e funcionários) do edifício (pes).
:Q" =
-U
W1X0
(12)
Onde,
:Q" é o indicador de produção de águas cinza‐escuras per capita (L/pes.d);
:Q" é a produção diária média de águas cinza‐escuras do edifício (L/d); e
é a população (moradores e funcionários) do edifício (pes).
:< =
-K
Onde,
:< é o indicador de produção de águas negras per capita (L/pes.d);
:< é a produção diária média de águas negras do edifício (L/d); e
é a população (moradores e funcionários) do edifício (pes).
(13)
P á g i n a | 55
O indicador de produção de esgoto doméstico total per capita na edificação corresponde
ao total de esgoto doméstico produzido por pessoa por dia, englobando a parcela de águas
cinza-claras reutilizadas, e foi calculado a partir da Equação 14.
YZ;T =
[\.]3V
(14)
Onde,
YZ;T é o indicador de produção total de esgoto per capita (L/pes.d);
YZ;T é a produção diária média de esgoto doméstico total do edifício (L/d); e
é a população (moradores e funcionários) do edifício (pes).
O indicador per capita de produção de esgoto doméstico lançado na rede coletora de
esgoto corresponde ao total de esgoto doméstico produzido por pessoa por dia no
edifício, descartando-se a parcela de águas cinza-claras reutilizadas, e foi calculado
conforme a Equação 15.
YZ= =
[\^
(15)
Onde,
YZ= é o indicador de produção de esgoto per capita lançado na rede
coletora (L/pes.d);
YZ= é a produção diária média de esgoto doméstico do edifício (L/d); e
é a população (moradores e funcionários) do edifício (pes).
4.4.4
Avaliação do Impacto do Reuso na Produção de Esgoto
A avaliação do impacto do reuso na redução de esgoto doméstico lançado na rede
coletora foi realizada com base nos indicadores de produção per capita de esgoto
doméstico total e de esgoto doméstico lançado na rede coletora de esgoto, com 30 dias de
P á g i n a | 56
monitoramento. Na situação sem reuso, todo o esgoto produzido é lançado na rede
coletora de esgoto. Dessa forma, o impacto de redução do lançamento de esgoto na rede
coletora foi calculado a partir da Equação 16.
+Y =
,[\.]3V 4,[\^
,[\.]3V
× 100(%)
(16)
Onde,
+Y é o impacto de redução do lançamento de ED na rede (%)
YZ;T é o indicador de produção per capita de EDtotal (L/pes.d); e
YZ= é o indicador de produção per capita de EDrede (L/pes.d); e
4.5
DETECÇÃO DE VAZAMENTOS
A detecção de vazamentos foi realizada através do monitoramento das vazões mínimas
noturnas, pelo volume de água consumido das 2h às 4 horas. De acordo com Gonçalves e
Alvim (2005), a vazão mínima é um importante indicador de perdas que indicam a
existência de consumo noturno ou de vazamentos.
4.6
TRATAMENTO DE DADOS
A análise estatística dos resultados foi realizada utilizando-se o software Excel e Minitab
16, para a obtenção da estatística descritiva dos parâmetros analisados (média, mínimo,
máximo, desvio-padrão e coeficiente de variação). Foram gerados gráficos do tipo Box
Plot para os resultados referentes à variação do consumo ao longo da semana, séries
históricas para os dados de consumos e produções diários, gráficos de pizza para a
demonstração da distribuição do consumo de água e produção de esgoto na edificação,
dentre outros. Eventos extremos, como vazamentos na piscina e entupimento da calha
Parshall, que ocasionaram um falso índice de consumo de água e produção de esgoto,
foram desconsiderados nos cálculos desta pesquisa.
P á g i n a | 57
5
5.1
RESULTADOS E DISCUSSÃO
CONSUMO DE ÁGUA
A série histórica do consumo de água da edificação foi obtida por meio do
monitoramento diário ao longo de aproximadamente um ano, compreendendo o período
de 14 de julho de 2010 a 1º de junho de 2011. O Gráfico 4 mostra o consumo médio de
água fria potável (AFP), de água quente potável (AQP), de água de reuso (AR) e também
de consumo de água total (AT) do edifício, além da série histórica da população
(funcionários e moradores), ao longo dos meses de monitoramento. As interrupções nas
séries históricas se devem aos dias não monitorados.
Atentando-se às variações no consumo de água nas estações do ano, observa-se que o
verão foi a estação que apresentou o menor consumo. Ainda que seja um período de
temperaturas mais elevadas nesta região do país, esta redução pode ser explicada em
função do período de férias escolares, em que a população do edifício diminui
fortemente.
Percebe-se um crescimento no consumo de AT nos últimos meses do monitoramento, o
que pode ter ocorrido também em função da ocupação de um dos apartamentos que
anteriormente estava desabitado. O monitoramento do apartamento em questão iniciou-se
em 1º de abril de 2011. Pode-se notar também que o maior pico no consumo de AT
ocorreu no final do monitoramento, no dia 30 de maio. Entretanto, o valor observado não
se apresenta muito acima da média dos valores máximos de consumo.
P á g i n a | 58
Gráfico 4: Série histórica do consumo de água e da população na edificação.
P á g i n a | 59
Em oposição à maior estabilidade nos dados de consumo de AR e AQP, é possível notar que o
consumo de AFP não segue este mesmo padrão durante todo o período do monitoramento,
apresentando diversos picos e vales, assim como a população do edifício. Apesar desta grande
variabilidade, é possível observar um comportamento cíclico de picos e vales, provavelmente
associados à diminuição do consumo de água nos finais de semana, em que as atividades de
limpeza doméstica diminuem em função da redução do número de funcionários. Tal
observação pode mais claramente ser visualizada no Gráfico 5, que apresenta a série histórica
da população do edifício ao longo do período monitorado.
Gráfico 5: Série histórica da população do edifício, com a identificação de moradores e funcionários.
A Tabela 9 apresenta uma breve análise estatística dos parâmetros monitorados. Verificou‐se
um consumo diário médio de água potável (AP) de 14,30 m3 com um desvio padrão de 3,84.
Já o consumo de água diário médio de AR se apresentou bem inferior: 1,84 m3 com um
desvio padrão de 0,59.
P á g i n a | 60
Tabela 9: Análise estatística do consumo de água.
Consumo
AFP (m³/d)
Consumo
AQP
(m³/d)
Consumo
AP (m³/d)
Consumo
AR (m³/d)
Consumo
AT (m³/d)
Pop (pes)
N
303
302
301
304
301
294
Média
9,38
4,92
14,30
1,84
16,05
60
Mínimo
1,13
0,22
1,82
0,21
1,77
12
Máximo
18,45
8,56
25,34
5,59
28,26
75
Mediana
9,59
5,04
14,95
1,83
16,88
63
Desvio padrão
3,04
1,54
3,84
0,59
4,34
11
Coeficiente de variação (%)
32,38
31,26
26,86
31,89
27,02
19
O dia de maior consumo de AQP foi em 15 de outubro, em que foi consumido 8,56
m3,enquanto o dia de menor consumo foi no feriado de Natal, 25 de dezembro. Para o
consumo de AFP, 29 de novembro foi o dia de maior consumo (18,45m³) e o menor consumo
no dia 8 de março, com um consumo de 1,82m³. Com relação ao pico de consumo de AP e
AT, estes se deram no mesmo dia, 30 de maio, apresentando um consumo equivalente a 25,34
e 28,26 m3, respectivamente. O pico de consumo de AR (5,59 m³) foi no dia 10 de maio, e o
dia de menor consumo (0,21 m3) ocorreu em 8 de janeiro.
Por meio das séries históricas de consumo de água determinou-se os coeficientes do dia de
maior consumo (K1) para cada tipo de água, conforme apresenta a Tabela 10. Esses dados são
importantes para o dimensionamento de ETAC’s.
Tabela 10: Coeficiente de vazão máxima diária.
Autor
Ano
Local
AFP
AQP
AP
AR
AT
K1
K1
K1
K1
K1
1,76
Edificação
Esta Pesquisa
2011
Vitória – ES
Multifamiliar c/ AR
1,97
1,74
1,77
3,04
Aguiar
2011
Vitória – ES
Multifamiliar c/ AR
2,02
1,62
1,66
2,43
1,58
Pertel
2009
Vitória – ES
Multifamiliar convencional
-
-
1,64
-
1,64
Pertel
2009
Vitória – ES
Multifamiliar c/ AR
-
-
2,40
-
2,40
O resultado obtido nesta pesquisa para o K1 de água potável (1,77), mostra‐se superior ao
encontrado por Pertel (2009) para um edifício convencional (K1=1,64), e inferior se
considerarmos um edifício dotado de reuso, (K1=2,40). Quando comparados aos valores
encontrados por Aguiar (2011), os valores encontrados nesta pesquisa mostram-se maiores
para o K1 de AQP, AP, AR e AT e menor apenas para o K1 de AFP.
P á g i n a | 61
Por meio do monitoramento setorizado do consumo de água no edifício, foi possível separar o
consumo em dois setores distintos: apartamentos e área de uso comum do condomínio. A
partir do Gráfico 6, observa-se que 90% da água consumida na edificação correspondem ao
consumo dos apartamentos, enquanto que 10% correspondem à água consumida na área de
uso comum do condomínio.
Gráfico 6: Setorização do consumo de água.
O Gráfico 7 apresenta a série histórica do consumo de AT do condomínio e dos apartamentos
em separado e, ainda, a série histórica do consumo de AT do edifício e da população. Pode-se
observar que o consumo de água do condomínio é bem inferior ao consumo de água dos
apartamentos. A alternância de picos e vales no consumo de AT do condomínio está associada
aos dias de festas ou às manutenções nos sistemas do edifício.
P á g i n a | 62
Gráfico 7: Série histórica de consumo de AT do condomínio e dos apartamentos.
No Gráfico 8, observa‐se a distribuição do consumo de AP e de AR na edificação, em que se
verifica que 89% da água consumida no edifício correspondem a AP, e 11% correspondem a
AR. Vale destacar que na edificação em estudo a água de reuso é utilizada somente na
descarga de bacias sanitárias dos apartamentos, e que estas possuem caixa acoplada para
descarga, o que representa um menor consumo de água quando comparadas aos sistemas
convencionais.
Gráfico 8: Distribuição do consumo de AP e AR.
Analisando a distribuição do consumo de água nos apartamentos (Gráfico 9), verifica-se que
em média 54% (7,82 m3/dia) do consumo equivalem à AFP, enquanto o consumo de AQP
P á g i n a | 63
atinge 34% (4,92 m3/dia). O consumo médio de água de reuso nos apartamentos é de 12%, o
que equivale a 1,77 m3/dia.
Gráfico 9: Distribuição do consumo de água nos apartamentos
Em um edifício com padrões semelhantes e localizado no mesmo bairro da edificação desta
pesquisa, Agostini (2009) encontrou um percentual de 20% de água de reuso consumida nos
apartamentos, conforme apresenta a Tabela 11. Barreto (2008), Oliveira (2007) e Cheung et
al. (2009) também encontraram um percentual entre 20 e 21% para o consumo de água das
bacias sanitárias com caixa de descarga e volume nominal de 6 litros, em relação ao consumo
total de água utilizada no interior das residências.
Tabela 11: Consumo de água das bacias sanitárias
Autor
Ano
Local
Tipo de Edificação
Consumo da bacia sanitária em relação ao
consumo global da edificação (%)
Esta Pesquisa
2011
Vitória
Multifamiliar
11
Aguiar
2011
Vitória
Multifamiliar
11
Barreto
2008
São Paulo
Residencial
20
Agostini
2009
Vitória
Multifamiliar
20
Oliveira
2007
São Paulo
Multifamiliar
20
Cheung et al.
2009
Florianópolis
Multifamiliar
21
O valor encontrado por Aguiar (2011) para a mesma edificação deste estudo é equivalente,
atingindo 11%. O baixo percentual encontrado pode ser explicado pelo uso do modelo da bacia
P á g i n a | 64
sanitária com caixa acoplada, reduzindo o volume de água utilizado para este fim, e
principalmente pelo fato do edifício apresentar o alto consumo de água potável.
O Gráfico 10 apresenta as médias mensais dos consumos diários de AFP, AQP e AR nos
apartamentos ao longo dos meses monitorados. É possível observar um decréscimo acentuado
do consumo de água e da população nos meses de janeiro e março, o que não ocorre em
fevereiro. Apesar de se se enquadrarem no mesmo período climático, esta redução no
consumo em janeiro e março é justificada em função das férias e do feriado de Carnaval.
AFP
AQP
AR
Moradores
Funcionários
12
9,6
5,2
4,7
Pop (pes)
30
20
Jul
Ago
Set
Out
Nov
Dez
Jan
Fev
Mar
Gráfico 10: Variação do consumo mensal de água e população nos apartamentos.
2,1
1,9
10
1,6
1,8
3,9
4,3
5,5
2,3
1,1
1,9
4,4
1,9
0
8,4
8,6
40
8,0
8,7
8,4
5,7
7,4
6,1
7,1
6,0
2,0
2,0
1,8
2
2,1
4
6,4
6
7,5
6,5
8
5,3
Consumo (m³/dia)
50
10
0
Abr
Mai
Pode-se observar que o consumo de AQP é maior nos meses de agosto a outubro, quando as
temperaturas são mais baixas. Este consumo é reduzido de novembro a janeiro e volta a subir
em fevereiro, com o fim das férias escolares. A partir de março o aumento é intensificado,
devido à queda de temperatura. É possível notar também que o consumo de água de reuso
acompanha a variação da população do edifício.
Para entender ainda melhor a dinâmica de consumo deste edifício residencial, montou-se a
distribuição de consumo de água total dos diferentes setores da edificação para os meses de
monitoramento. (Gráfico 11)
P á g i n a | 65
Gráfico 11: Variação do consumo de água no edifício ao longo dos meses monitorados.
Pode-se notar que o consumo de AT do condomínio segue um padrão temporal de consumo
inverso ao padrão observado nos apartamentos. Nota-se que, enquanto o consumo de água
total dos apartamentos é reduzido nos meses de dezembro e janeiro, o consumo nas áreas
comuns do condomínio acentua-se bastante nestes meses. Essa observação pode ser
justificada pela intensificação do uso das áreas de lazer nesta época do ano, quando o
consumo de AT do condomínio atinge 28% do consumo total de água da edificação (janeiro).
É interessante notar ainda que o consumo de água no condomínio não altera o padrão de
comportamento no consumo de AT do edifício, que segue a tendência de consumo dos
apartamentos, como pode ser verificado no gráfico.
Outras análises em relação aos hábitos de consumo desta edificação, realizadas nesta
pesquisa, dizem respeito ao consumo de água durante os dias da semana (gráfico 12) e ao
longo do dia (gráfico 13). A partir do Gráfico 12, observa-se que o consumo de AQP é maior
nos horários de 6-10h e 18-20h, em que a maioria das pessoas costuma sair e chegar às suas
residências. Pode-se notar também que o consumo de AFP é maior entre 8h e 14h, período
associado à limpeza dos apartamentos, ao preparo do almoço e à limpeza da cozinha.
P á g i n a | 66
AT
3,0
AFP
AQP
AR
2,92
2,75
Consumo (m³/ 2 h)
2,5
2,08
2,00
2,07
2,0
1,82
1,5
1,08
1,12
1,0
0,66
0,63
0,59
0,70
0,5
0,16
0,17
0,0
8-10h
10-12h
12-14h
0,25
0,12
14-16h
16-18h
18-20h
20-22h
22-0h
0-2h
2-4h
4-6h
6-8h
Hora do dia
Gráfico 12: Perfil de consumo de água em 24 horas.
É importante observar o consumo de água no horário da madrugada (0h-4h). Picos de
consumo neste horário podem indicar possíveis vazamentos no sistema hidráulico do edifício.
No entanto, as observações dos dados diários e dos apresentados no gráfico 12 nos levam à
constatação de que não há vazamentos e, dessa forma, o alto consumo de água apresentado
neste edifício não pode ser atrelado aos mesmos.
P á g i n a | 67
AFP
AQP
AR
*
Extremos
Média
18
Consumo (m³/dia)
15
12
9
6
3
0
g
Se
r
a
Te Q u
Q
ui
x
Se
Sá
b
Do
m
Se
g
r
a
Te Q u
Q
ui
x
Se
b
m
S á Do
g
Se
r
a
Te Qu
Q
ui
Se
x
b
m
Sá Do
Gráfico 13: Variação do consumo de AFP, AQP e AR nos apartamentos ao longo da semana.
Nota-se, no Gráfico 13, uma brusca diminuição no consumo de AFP no final de semana.
Pode-se associar esta redução à diminuição do número de funcionários aos sábados e
domingos, já que o consumo de água na cozinha e na área de serviço cai consideravelmente
nestes dias. No entanto, nota-se que a redução no consumo de AQP e AR no final de semana
não é tão acentuada, o que pode ser explicado pelo fato dos moradores permanecerem um
tempo maior nos apartamentos neste período da semana.
Os indicadores de consumo per capita obtidos para o edifício são apresentados juntamente
com os valores encontrados na literatura técnica para estudos realizados no Brasil e em outros
países, apresentados na Tabela 12.
Tabela 12: Indicadores de consumo per capita de AFP, AQP, AP, AR e AT em comparação com a
literatura.
Referência
Local
Esta Pesquisa
Vitória – ES
Aguiar (2011)
Vitória – ES
Agostini (2009)
Vitória – ES
Pertel et al (2008)
Vitória – ES
Edificação
Multifamiliar
c/ AR
Multifamiliar
c/ AR
Multifamiliar
c/ AR
Multifamiliar
Verão
_`abc
_`adc
_`ac
_`ae
_`af
(L/pes.d)
(L/pes.d)
(L/pes.d)
(L/pes.d)
(L/pes.d)
158
83
240
31
271
158
89
247
31
278
-
-
182
54
236
182
32
214
-
214
P á g i n a | 68
Pertel et al (2008)
Cheung et al (2009)
Multifamiliar
Inverno
Unifamiliar
Florianópolis- SC baixa renda c/
AR
Vitória – ES
187
50
237
-
237
-
-
63
31
144
-
-
-
Ilha et al (1994)
Valor de Ref.
Aptos
-
60
Macyntre (1986)
Valor de Ref.
Aps.
-
60
-
-
200
Ilha e Gonçalves (1994)
Valor de Ref.
Aps.
-
-
-
-
200
Barreto (2008)
SP, Brasil
Residências
-
-
262,7
-
262,7
Koss et al. (2004)
Japão
Multifamiliar
1 dormitório
-
-
-
-
292
Jamrah et al (2006)
Amã, Jordânia
Residências
-
-
-
-
84
Custódio e Ferreira (2005)
Goiânia, GO
Unifamiliares
-
-
-
-
376
Os valores encontrados por Aguiar (2011) para este mesmo edifício residencial são bem
semelhantes para todos os indicadores. Nota-se que o consumo de AT per capita verificado
no edifício em estudo foi o quarto maior dentre os apresentados na literatura consultada,
sendo inferior apenas aos valores encontrados por Koss (2004), para uma residência
multifamiliar de 1 dormitório no Japão e por Custódio e Ferreira (2005), que avaliou
residências unifamiliares em Goiânia, além do valor encontrado por Aguiar (2011).
Comparando-se os indicadores obtidos com os levantados por Pertel, em estudo realizado na
mesma região, o indicador per capita de consumo de AFP do edifício em estudo apresenta-se
inferior (158L/pes.dia), ao contrário do consumo de AQP, que apresenta um valor bem mais
elevado (83L/pes.dia).
No decorrer do monitoramento realizado nesta pesquisa, moradores relataram que o sistema
de aquecimento de água não era eficiente pela manhã, pois os primeiros moradores, ao
tomarem banho, deixavam uma grande quantidade de água fria escoar até que atingisse a
temperatura desejada, ocasionando um grande desperdício. Dessa forma, uma das explicações
para o alto indicador per capita de água quente pode estar associada ao desperdício de água
devido ao excessivo tempo de espera por água quente nos chuveiros. Este desperdício pode
ser ocasionado por uma possível falha em um dos componentes do sistema de recirculação de
água quente, do sensor de temperatura ou da microbomba, a qual direciona a água fria ao
início do sistema e promove o reaquecimento das prumadas.
O gráfico 14 apresenta o IC per capital de AT, AFP, AQP e AR ao longo dos meses
monitorados. Nota-se que no período de novembro a março, quando as temperaturas são mais
P á g i n a | 69
altas na cidade de Vitória, a diferença entre os índices de consumo de AFP e AQP é maior,
devido ao aumento no consumo de AFP e a redução de AQP.
Gráfico 14: Índices de consumo per capita de AT, AFP, AQP e AR durante o período monitorado.
Considerando um IC total de referência de 200L/pes.dia, usualmente utilizado no Brasil, e um
IC AQP de 60L/pes.dia adotado como valor de referência por autores como Ilha (1994) e
Macyntre (1986), obteve-se neste trabalho um valor de referência para o IC AFP de
140L/pes.dia. (Gráfico 15)
P á g i n a | 70
Gráfico 15: Comparativo dos consumos diários per capita médios dos apartamentos ocupados.
Comparando esses indicadores com o consumo per capita dos 14 apartamentos monitorados,
observa-se que apenas cinco deles apresentaram consumo de AQP igual ou inferior a
60L/pes.dia, o que mostra o alto consumo de AQP dos moradores deste edifício. Entretanto, é
interessante notar que somente quatro apartamentos apresentaram o consumo de AFP acima
de 140L/pes.dia.
Considerando ainda os valores médios de AQP e AFP per capita dos apartamentos, de
83L/pes.dia e 143L/pes.dia, respectivamente, nota-se que ambos encontram-se acima dos
valores de referência utilizados neste trabalho.
É importante observar que um dos apartamentos, o nove, apresenta um consumo
extremamente elevado e discrepante dos demais, o que provoca um aumento da média.
Desconsiderando o consumo de AFP deste apartamento, que é de 303L/pes.dia, ou seja,
163L/pes.dia acima do valor de referência, a média de AFP dos apartamentos reduziria de 143
para 129L/pes.dia, e encontrar-se-ia, dessa forma, abaixo do IC de referência determinado
nesta pesquisa.
Deve-se considerar ainda que o apartamento 14, que apresenta o consumo de água abaixo da
maioria dos outros apartamentos, passou a ser ocupado apenas no final de março, podendo,
por isso, estar em fase de adaptação e não refletir o real consumo desta família.
P á g i n a | 71
Gráfico 16: Consumo médio de AFP e AQP dos apartamentos.
O Gráfico 16 apresenta o consumo per capita médio de AFP e AQP dos apartamentos. É
possível observar facilmente que o consumo de água dos apartamentos, de forma geral, não é
proporcional à população dos mesmos, ocasionando um diferente perfil de consumo por
apartamento. Apartamentos com o mesmo número de moradores apresentam consumo
variando de até 270% (apartamentos 9 e 10). Tal observação nos leva a considerar a hipótese
que os hábitos individuais de consumo podem ser um fator marcante em estudos de perfil de
consumo. Famílias com renda e condições de habitação muito semelhantes consomem o
recurso natural água de formas bem distintas.
Como pode ser verificado na Tabela 13, o indicador de consumo total por dormitório obtido
mostrou-se maior quando comparado aos encontrados por Pertel (2009), que também avaliou
apartamentos de edifícios multifamiliares com água de reuso, e inferior aos valores
encontrados por Mancityre (1996), que analisou apartamentos de luxo, e por Aguiar (2011),
para este mesmo edifício residencial.
Tabela 13: Indicadores de consumo per capita de AP, AR e AT por dormitório em comparação com a
literatura.
Autor
Ano
Local
Esta Pesquisa
2011
Vitória
Aguiar
2011
Vitória
Pertel
2009
Vitória
Edificação
Multifamiliar c/
AR
Multifamiliar c/
AR
Multifamiliar c/
AR
_`acghijhiklmóilh _`aeghijhiklmóilh _`afghijhiklmóilh
(L/dormitório.d)
(L/dormitório.d)
(L/dormitório.d)
190,70
24,53
213,99
208,85
26,61
235,45
115
-
-
P á g i n a | 72
Pertel
2009
Vitória
Multifamiliar
convencional
201
-
201
Macintyre
1986
Valor de Ref.
Aps de luxo
-
-
300-400
Já o indicador de consumo de água por área apresenta-se dentro da faixa de referência
apresentada por Nucci, apud Tomaz (2000) para residências de classe média e alta. No
entanto, este mesmo indicador apresenta-se 50% mais elevado quanto comparado ao valor
encontrado por Pertel (2009) para o mesmo tipo de edificação. (Tabela 14)
Tabela 14: Indicadores de consumo por área de AP, AR e AT em comparação com a literatura.
_`acghiáino
_`aeghiáino
_`afghiáino
(L/m2.d)
(L/m2.d)
(L/m2.d)
Multifamiliar c/
AR
6,00
0,77
6,73
Vitória – ES
Multifamiliar c/
AR
6,57
0,84
7,4
2009
Vitória – ES
Multifamiliar c/
AR
4
-
-
Pertel
2009
Vitória – ES
Multifamiliar
convencional
7
-
7
Nucci, apud Tomaz
2000
Valor de Ref.
Residência classe
alta
5,3 - 6,2
-
5,3 - 6,2
Nucci, apud Tomaz
2000
Valor de Ref.
Residência classe
baixa
10-18
-
10-18
Nucci, apud Tomaz
2000
Valor de Ref.
Residência classe
média
4,1-7,7
-
4,1-7,7
Nucci, apud Tomaz
2000
Valor de Ref.
Residência valor
médio
6,77-7,5
-
6,77-7,5
Autor
Ano
Local
Edificação
Esta Pesquisa
2011
Vitória – ES
Aguiar
2011
Pertel
P á g i n a | 73
É interessante ressaltar que, ao contrário do indicador per capita, a o indicador por área tende
a reduzir com a melhoria da situação econômica da população, visto que famílias com
melhores condições financeiras tendem a ocupar residências maiores (PERTEL, 2009).
A avaliação do impacto de redução do consumo de água potável foi realizada através da
análise dos indicadores de consumo per capita de água potável e de água total do edifício
monitorado. O indicador de consumo de água total corresponderia ao indicador de água
potável do edifício se este não possuísse reuso. Com isso, pode-se calcular a economia de
água potável obtida por meio do sistema de reuso.
Dessa forma, o impacto de redução do consumo de água potável na edificação estudada é de
apenas 11%, um valor muito inferior ao desejado, inclusive para viabilizar economicamente o
sistema de tratamento de águas cinza.
5.2
PRODUÇÃO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS
O histórico da produção de águas negras (AN) e de águas cinza‐escuras (AC escuras) do edifício
foi obtido por meio do monitoramento diário, no período de 1° de setembro de 2010 a 31 de
maio de 2011. Já as produções de águas cinza‐claras lançadas na rede (AC
esgoto doméstico lançado na rede coletora (ED
Rede)
claras Rede)
e do
foram monitoradas em alguns dias de
dezembro, janeiro, abril e maio, totalizando 33 dias de monitoramento para águas cinza‐claras
e 10 dias para esgoto doméstico lançado na rede pública coletora.
Nota-se, no Gráfico 17, que a produção de todas as águas residuárias teve um decréscimo no
mês de janeiro, devido à queda de população para este período. Pode-se observar também a
estabilidade na produção de AN, principalmente quando comparada às demais águas
residuárias. Este comportamento se assemelha ao consumo de AR, a qual serve de fonte
alimentadora para as bacias sanitárias, que, por sua vez, contribuem para geração de AN.
P á g i n a | 74
Gráfico 17: Série histórica de águas residuárias.
P á g i n a | 75
A Tabela 15 apresenta a análise estatística da produção de águas residuárias no edifício. São
produzidos, em média, 6,74 m³/dia de águas cinza-claras (AC claras Total), porém 6,20m³/dia
(AC claras Rede) são encaminhados para rede coletora de esgoto, já que uma parcela dessa
água é reutilizada. Nota-se, também, uma produção média de 1,97m³/dia de AN e de 4,58
m³/dia de AC escuras.
Tabela 15: Análise estatística da produção de águas residuárias.
AC claras Total
(m3/d)
Média
Mínimo
Máximo
Desvio-padrão
Coeficiente de variação
(%)
Parâmetro monitorado
AC claras Rede
AC escuras
AN
ED Rede
(m3/d)
(m3/d)
(m3/d)
(m3/d)
6,74
0,75
15,50
6,20
0,29
13,74
4,58
0,71
14,29
1,97
0,27
5,95
12,14
6,03
25,12
3,77
3,64
2,31
0,69
4,69
61,77
58,81
50,50
34,76
38,62
Na tabela 16, pode-se observar os coeficientes de vazão máxima diária. Nota-se que todos os
valores encontrados nesta pesquisa foram superiores aos de Aguiar (2011).
Tabela 16: Coeficiente de vazão máxima diária.
Referência
Local
ACclaras
ACclaras
Rede
Total
K1
K1
AN
ACEscuras
K1
Edificação
EDRede
EDTotal
K1
K1
K1
Esta
Pesquisa
Vitória – ES
Multifamiliar c/ AR
3,02
3,12
2,22
2,54
2,07
2,29
Aguiar
Vitória – ES
Multifamiliar c/ AR
2,47
1,48
1,79
1,72
1,52
1,5
O Gráfico 18 apresenta a produção de AN, de AC escuras, de AC claras Rede, de AC claras Total, de ED
Rede
e de ED
Total,
por meio do gráfico Box-plot. Verificou-se que o volume médio diário
produzido de ED Total foi pouco superior ao volume de ED Rede, o que é reflexo do baixo nível de
aproveitamento de AC claras.
P á g i n a | 76
30
Produção (m³/dia)
25
20
15
10
5
0
AN
AC escuras
AC claras rede
AC claras total
ED rede
ED total
Gráfico 18: Variação da produção de esgoto doméstico.
A partir do Gráfico 19, é possível analisar a relação entre o consumo de AR e a produção de
AC clara na edificação durante os 33 dias em que houve o monitoramento coincidente dos dois
dados. Nota-se que, em geral, a produção de AC
clara
é muito superior a sua demanda (AR),
porém foi possível observar a reversão deste quadro em 6 ocasiões, ou aproximadamente 18%
dos dias coincidentes monitorados, quando o consumo de água de reuso foi superior à
produção de águas cinza-claras, o que significa dizer que nestes dias houve a necessidade de
se utilizar água do reservatório para suprir a demanda de água de reuso. Daí a necessidade de
haver um reservatório para suprir tais demandas, caso contrário, haveria a reversão do sistema
de reuso para o sistema de abastecimento com água potável.
P á g i n a | 77
Gráfico 19: Consumo de AR e produção de AC clara.
O Gráfico 20 apresenta a composição do esgoto doméstico total produzido na edificação.
Nota-se que 15% do esgoto produzido é composto por águas negras, 34% por águas cinzaescuras e 51% por águas cinza-claras. Entretanto, somente uma parcela (1,84 m3/dia) das AC
claras
é reutilizada para descargas nas bacias sanitárias após tratamento, enquanto 4,90 m3/dia
são direcionados para a rede coletora de esgoto.
Gráfico 20: Composição do ED Total produzido.
O Gráfico 21 apresenta a distribuição do esgoto doméstico lançado na rede. Em média, 43%
do esgoto doméstico é composto por águas cinza-claras, ou seja, 4,9 m3/dia. Se calcularmos a
quantidade de águas cinza-claras não aproveitadas no sistema de reuso ao longo de um (1)
P á g i n a | 78
mês, o valor é de quase 150m³ de águas cinza-claras por mês. Partindo do princípio do reuso,
em que não é toda a água demandada nos edifícios que carece ser potável, toda esta
quantidade de águas cinza-claras descartada poderia ser reutilizada de outras formas, tais
como lavagens de pátio, calçadas, garagens, piscinas, carro e irrigações de jardins.
Gráfico 21: Composição do ED Rede.
O Gráfico 22 apresenta os perfis 24 horas de produção de AN, de AC
de ED
Rede
e de ED
Total.
escuras,
de AC
claras Rede,
De forma geral, os maiores picos de produção de águas residuárias
ocorrem pela manhã (das 6h às 12h) e à noite (das 18 às 20h). Observa-se,ainda, que o horário
de maior produção ocorre no período de 10h as 12h, horário de preparação do almoço.
P á g i n a | 79
ED Total
ED Rede
Ac claras Rede
AC escuras
AN
3,5
3,17
3,0
Produção (m³/ 2 h)
3,02
2,5
2,25
2,22
2,00
2,0
1,97
2,13
1,5
1,75
1,24
0,85
1,0
0,86
0,5
0,0
8-10h
0,47
0,27
0,19
0,26
10-12h
12-14h
14-16h
16-18h
18-20h
20-22h
22-0h
0-2h
2-4h
4-6h
6-8h
Hora do dia
Gráfico 22: Perfil de produção de esgoto doméstico em 24 horas.
O maior pico de produção de AN (0,26m3/2h) ocorreu das 6h às 8h da manhã, caracterizando
provavelmente o horário em que os moradores acordam e utilizam a bacia sanitária; e o
horário de menor produção ocorreu das 2h às 4h, em que foram produzidos 0,02 m3/2h. O
maior pico de produção de AC escuras (0,86 m3/2h) ocorreu das 10h às 12h, horário de almoço,
identificando um maior consumo de água na cozinha; e o horário de menor produção (0,18
m3/2h) ocorreu das 4h às 6h; no entanto, a produção da 0h às 2h e das 2h às 4h oscilou de
0,18 a 0,20 m3/2 h, o que indica um provável vazamento.
Tabela 17: Indicadores de produção per capita de AC claras, AC escuras, AN, ED Rede e ED Total em comparação
com a literatura.
Referência
Local
Esta Pesquisa
Vitória – ES
Aguiar (2011)
Vitória – ES
Cheung et al (2009)
FlorianópolisSC
Custódio e Ferreira (2005)
Goiânia, GO
Valentina (2009)
Vitória – ES
Personato et al. (2007)
Campo Grande
– MS
Tipo de
Edificação
Multifamiliar
c/ AR
Multifamiliar
c/ AR
Unifamiliar
baixa renda c/
AR e Ach
Unifamiliares
Multifamiliar
c/ AR
Residência
baixa renda
_ca`pqoio _ca`nrpsio
_cat
_cuvenjn _cuvfhmoq
(L/pes.d)
(L/pes.d)
(L/pes.d)
(L/pes.d)
(L/pes.d)
147,03
71,55
38,07
229,87
256,65
152
52,64
33,46
215,6
238,1
91
22
31
-
-
-
-
-
138,8
-
195
-
-
-
237
58,6
17,34
-
-
-
P á g i n a | 80
Continuação da Tabela 18: Indicadores de produção per capita de AC claras, AC escuras, AN, ED Rede e
ED Total em comparação com a literatura.
Referência
Local
Tipo de
Edificação
_ca`pqoio _ca`nrpsio
_cat
_cuvenjn _cuvfhmoq
(L/pes.d)
(L/pes.d)
(L/pes.d)
(L/pes.d)
(L/pes.d)
54,3
-
-
-
90,63
77,33
-
-
-
-
FlorianópolisSC
FlorianópolisSC
Residência
baixa renda
Residência
baixa renda
Omã
Residências
105
-
55
-
200
Suécia
Residências
-
66
-
28,5
-
Halalsheh et al (2006)
Jordânia
Residências
áreas rurais
-
14
-
-
-
Jamrah et al. (2006)
Fittschen e Niemczynowicz
(1997)
Parkinson et al. (2005)
Amã, Jordânia
Residências
-
59
-
-
-
Suécia
Ecovilas
-
110
-
-
-
Goiânia, GO
Unifamiliares
-
-
-
241
241
Almeida et al. (1999)
Inglaterra
Residências
57,49
13,3
31,51
-
102,3
Henze e Ledin (2001)
Japão
Valor de
Referência
Unifamiliares
120
20
50
200
200
Apartamentos
-
-
-
260
260
Peters et al (2006)
Magri et al (2008)
Prathapar et al. (2005)
Palmquist e Hanaeus
(2005)
Metcalf e Eddyl (1979)
Na Tabela 17, observa-se que a média de produção per capita de AC claras obtida nesta pesquisa
(147,03 L/pes.dia) foi a terceira maior dentre as apresentadas na literatura consultada. A maior
média foi obtida por Valentina (195L/pes.dia) em uma edificação de padrão semelhante a
edificação monitorada na presente pesquisa e a segunda maior por Aguiar (152L/pes.dia), que
monitorou o mesmo edifício. A menor foi a encontrada por Halalsheh et al. (2005), com
produção média de 14L/pes.dia, em residências localizadas em áreas rurais de um país que
enfrenta a escassez de água, a Jordânia. Quando comparada ao valor encontrado em uma
residência de baixa renda (54,3L/pes.dia), por Peters et al. (2006), a produção de AC claras obtida
neste trabalho foi quase 3 (três) vezes maior que a observada na literatura especificada.
Diferença essa que pode ser explicada pelo fato de a edificação desta pesquisa ser de alto
padrão, o que também justificaria o maior consumo de água e posteriormente resultando em
uma maior produção de águas cinza.
Entretanto, a produção per capita de AC escuras (52,64L/pes.dia) foi próxima a encontrada por
Prathapar et al. (2005), em Omã, na Ásia (55 L/pes.dia). Enquanto a média de produção per
capita de AN , de 33,46L/pes.dia, foi próxima a encontrada por Cheung et al. (2009), em uma
residência de baixa renda na periferia de Florianópolis – SC (31 L/pes.dia), e por outros autores
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como por Palmquist e Hanæus (2005), e por Almeida et al. (1999), em uma residência na Suécia
(28,5 L/pes.d), e em residências na Inglaterra (31,51 L/pes.dia), respectivamente.
Já a produção média per capita de ED
rede
(215,62 L/pes.dia), apresentou-se inferior à
estimada por Parkinson et al. (2005) e ao valor típico de produção per capita de esgoto
residencial sugerido por Metcalf & Eddy (1979). Entretanto tenha se apresentado maior que
os valores encontrados por Henze & Ledin (2001) e também por Custódio e Ferreira (2005),
em Goiânia-GO, em um condomínio de residências unifamiliares. Embora o indicador
encontrado por Custódio e Ferreira (2005) foi considerado baixo pelos autores, uma vez que
eles verificaram um coeficiente de retorno baixo (0,37), ou seja, apenas 37% da água potável
que é destinada para o condomínio retorna para a rede coletora de esgoto. Os outros 63% é
dissipado, principalmente, na rega de jardins, pois se trata de um condomínio residencial com
vasta área ajardinada.
Tabela 19: Impacto de redução de esgoto doméstico lançado na rede coletora.
Referência
_cuvenjn
_cuvfhmoq
_e
(L/pes.d)
(L/pes.d)
(%)
Esta pesquisa
229,87
256,65
10,43
Aguiar (2011)
215,62
238,12
9,45
Através dos valores encontrados para os indicadores de produção de esgoto doméstico, podese verificar que o impacto de redução de esgoto doméstico lançado na rede coletora,
ocasionado pela prática do reuso, foi de apenas 10,43%. Este resultado poderia ser maior
caso as práticas descritas acima fossem aplicadas. Outra explicação seria o tempo reduzido em
que os parâmetros necessários, da produção de águas cinza-claras, foram monitorados
simultaneamente, o que proporcionaria uma série histórica de águas cinza-claras mais extensa.
A utilização do excedente da água cinza-clara produzida para outros fins, que não a descarga de
bacias sanitárias, ocasionaria uma maior redução de esgoto lançado na rede pública. Além disso,
as águas cinza-claras excedente após tratamento poderiam ser destinadas para lavagem de roupas
(LAZAROVA et al., 2003; HUMEAU et al., 2011), ou ainda, serem vendidas para lava-jatos de
carros, para rega de praças e jardins da cidade (VALENTINA, 2009), resultando em uma maior
conservação de água e minimização de esgoto.
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6
CONCLUSÕES
O presente trabalho mostrou que os hábitos de consumo, modo como cada família e indivíduo
faz uso da água, são uma hipótese muito relevante em estudos de perfis de consumo de água
residencial. Moradores que se enquadram na mesma classe social, e demais fatores, citados na
literatura como relevantes para a variação do consumo, como o clima, localização geográfica
e preço do serviço, apresentaram perfis de consumo por apartamento muito distintos. Além
disso, outras hipóteses para o elevado consumo e a grande variação entre os apartamentos,
como vazamentos e medições incorretas, foram descartadas com a observação diária da leitura
dos hidrômetros e a análise dos perfis 24h. Assim, variações tão expressivas no consumo per
capita, por exemplo, nos levam a concluir que a maneira como cada família utiliza o recurso é
uma das principais variáveis para a determinação do perfil de consumo em estudo.
Com a distribuição do consumo e a análise dos perfis 24h foi possível observar certas rotinas
dos moradores e empregados domésticos ao longo do dia. Constatou-se também que estes
indicadores de consumo são fortemente influenciados pela rotina semanal dos moradores e
funcionários do edifício, haja vista sua variação entre os dias da semana.
O trabalho apresentado demonstrou que uma economia de água potável em torno de 11%
pode ser obtida com a utilização do reuso de águas cinza-claras para descarga de bacias
sanitárias, conforme os dados obtidos no monitoramento. Verificou-se ainda que a prática do
reuso acarretou uma redução de aproximadamente 10% de esgoto doméstico lançado na rede
coletora.
Outro ponto a se levantar é o fato do edifício ser novo e de apresentar dispositivos
economizadores de água, o que nos leva a destacar a importância desses equipamentos, uma
vez que o desperdício de água seria muito maior sem eles.
Tendo em vista que apenas 27% da água cinza são aproveitadas como água de reuso, o
excedente de água cinza (73%) que é direcionado para a rede coletora poderia ser empregado
para outros fins não potáveis, como rega de jardim, lavagem de área impermeabilizada,
lavagem de carros e até lavagem de roupas. Além disso, o excedente de águas cinza que a
edificação ainda não conseguiu absorver poderia ser utilizado pelos prédios vizinhos, ou pela
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própria prefeitura a um custo reduzido para rega de praças, ruas e outros fins, contribuindo
para amortizar em menos tempo o alto investimento feito pelo condomínio na implantação do
sistema de reuso.
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7
RECOMENDAÇÕES
Com o intuito de aprimorar o conhecimento acerca do perfil de consumo de água em edifícios
residenciais, recomenda-se:
•
Identificação, por meio de entrevistas, do comportamento dos moradores em relação
ao consumo de água, para permitir melhor interpretação dos dados obtidos, sobretudo
do índice de consumo per capita;
•
Continuar os estudos e monitoramento do sistema hidrossanitário visando aprimorar
os dados levantados, principalmente em relação à água cinza‐clara.
•
Monitorar o consumo de água nos pontos de utilização de água internos aos
apartamentos.
•
Realizar o levantamento de vazamentos não visíveis a partir de testes com a utilização
de correlacionador de ruídos, geofone eletrônico e haste de escuta, conforme
procedimentos apresentados por Gonçalves & Oliveira (1999).
•
Desenvolver um programa para o aproveitamento do excedente de água cinza
produzida na edificação.
•
Avaliar a aceitabilidade dos usuários em relação à utilização das águas cinza‐claras
excedentes para outros fins, como rega de jardins, lavagem de roupa e calçadas.
•
Realizar uma análise de viabilidade econômica do reuso de águas cinza para a
edificação.
•
Realizar um programa de conscientização dos moradores e funcionários do edifício
visando à redução do consumo de água.
•
Corrigir o sistema de aquecimento de água visando a redução do desperdício de água
quente potável.
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8
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